KR20230061456A - 디바이스 - Google Patents

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KR20230061456A
KR20230061456A KR1020237011052A KR20237011052A KR20230061456A KR 20230061456 A KR20230061456 A KR 20230061456A KR 1020237011052 A KR1020237011052 A KR 1020237011052A KR 20237011052 A KR20237011052 A KR 20237011052A KR 20230061456 A KR20230061456 A KR 20230061456A
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carbon atoms
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KR1020237011052A
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다다시 기시모토
아츠코 노야
율리안 부어쉬카
데루아키 스즈키
다이시 요코야마
세이시 시바야마
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메르크 파텐트 게엠베하
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Publication date
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Abstract

본 발명은 색상 변환 디바이스(100)에 관한 것이다.

Description

디바이스
본 발명은 색상 변환 디바이스, 적어도 하나의 색상 변환 디바이스를 포함하는 광학 디바이스, 색상 변환 디바이스의 제작 방법 및 색상 변환 디바이스의 용도에 관한 것이다.
WO 2017/054898 A1에는 적색 방출형 나노결정, 습윤 및 분산제, 용매로서의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 산기를 포함하는 아크릴 단위 및 실란 변성 아크릴 단위를 포함하는 아크릴 중합체 혼합물을 포함하는 조성물이 기재되어 있다.
WO 2019/002239 A1 에는 반도체 발광 나노입자, 중합체 및 (메트)아크릴레이트 이를테면 약 90 cp 의 높은 점도를 갖는 1.4. 시클로헥산디메탄올-모노아크릴레이트를 포함하는 조성물이 개시되어 있다.
특허문헌
1. WO 2017/054898 A1
2. WO 2019/002239 A1
발명의 개요
그러나, 본 발명자들은 아래에 열거된 바와 같이 개선이 요망되는 하나 이상의 상당한 문제점들이 여전히 있음을 새롭게 발견했다.
뱅크의 광학 특성 개선, 뱅크와 발광 모이어티(예: QD 잉크)를 함유하는 조성물 사이의 상용성 개선, 발광 모이어티를 함유하는 조성물에 대한 습윤 특성 및 화학적 안정성 개선, 발광 모이어티를 함유하는 조성물을 뱅크와 접촉시킬 시에 뱅크 구조의 더 적은 열화,
그러한 열화는 QD 잉크 포뮬레이션에 의한 뱅크 구조의 (부분적 또는 완전한) 용해, 뱅크 구조의 박리 및/또는 뱅크와 QD 잉크의 혼합(intermixing)일 수도 있다. 이는 뱅크 구조의 무결성의 손실 및/또는 잘 정의된 픽셀 구조의 손실로 이어진다. QD 잉크로 뱅크 구조의 웰(well)을 채울 때 열화가 관찰되지 않도록 뱅크의 적절한 내화학성 실현, 뱅크의 낮은 경화 온도(예: 100℃) 특성 실현,
고해상도 및/또는 우수한 차광 특성을 갖는 뱅크 제공. 유기 현상제 외의 저농도 알칼리 현상제로도 현상되도록 구성되고 환경적 특성도 우수한 뱅크 조성물 제공, 조성물 중 반도성 발광 나노입자의 개선된 균질한 분산, 조성물 중 산란 입자의 개선된 균질한 분산, 바람직하게는 반도성 발광 나노입자 및 산란 입자 둘 모두의 개선된 균질한 분산, 더욱 바람직하게는 용매가 없는 반도성 발광 나노입자 및/또는 산란 입자의 개선된 균질한 분산; 잉크젯 인쇄에 적합한 낮은 점도를 갖는 조성물, 바람직하게는 높은 로딩(loading)의 반도성 발광 나노입자 및/또는 산란 입자와 혼합되더라도 저점도를 유지할 수 있는, 더욱 바람직하게는 용매가 없는, 조성물; 대면적 균일한 인쇄를 위해 더 낮은 증기압을 갖는 조성물;
조성물 중 반도성 발광 나노입자의 개선된 QY 및/또는 EQE, 인쇄 후 반도성 발광 나노입자의 개선된 QY 및/또는 EQE; 개선된 열 안정성; 인쇄 노즐에서 막힘 없이 용이한 인쇄; 조성물의 용이한 취급, 개선된 인쇄 특성; 간단한 제작 공정; 개선된 청색광 흡광도; 잉크젯 인쇄 후 조성물로부터 제조된 후자의 개선된 견고성.
본 발명자들은 위에 언급된 문제들 중 하나 이상을 해결하는 것을 목적으로 하였다.
다음으로 발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함하는 적어도 제 1 픽셀(161), 및 적어도 중합체 재료를 포함하는 뱅크(150)를 포함하는 신규한 색상 변환 디바이스(100)를 발견하였으며, 바람직하게 그 색상 변환 디바이스(100)는 지지 매체(170)를 더 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한 적어도 하나의 색상 변환 디바이스(100) 및 광을 변조하도록 구성되거나 또는 광을 방출하도록 구성된 기능성 매체(320, 420, 520)를 포함하는 광학 디바이스(300, 400, 500)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은, 발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함하는 적어도 제 1 픽셀(161), 및 적어도 중합체 재료를 포함하는 뱅크(150)를 포함하는 색상 변환 디바이스(100)를 제작하는 방법으로서,
적어도 하기 단계들
i) 지지 매체의 표면 상에 제 2 조성물을 제공하는 단계
ii) 제 2 조성물을 경화시키는 단계,
iii) 경화된 상기 조성물에 포토 패터닝을 적용하여 뱅크 및 패터닝된 픽셀 영역을 제작하는 단계,
iv) 적어도 하나의 픽셀 영역에, 바람직하게는 잉크-젯팅에 의해, 제 1 조성물을 제공하는 단계,
v) 제 1 조성물을 경화시키는 단계
를, 바람직하게 이 순서로, 포함하고, 바람직하게는 상기 색상 변환 디바이스(100)는 지지 매체(170)를 더 포함하는, 색상 변환 디바이스(100)를 제작하는 방법에 관한 것이다,
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 본 발명의 방법으로부터 획득가능하거나 또는 획득된 색상 변환 디바이스(100)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 광을 변조하거나 또는 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 기능성 매체(320, 420, 520)를 포함하는 광학 디바이스(300)에서의 제1항 내지 제34항 및 제37항 중 어느 한 항의 색상 변환 디바이스(100)의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 추가 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 색상 변환 필름(100)의 일 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 색상 변환 필름(100)의 다른 실시형태의 개략도의 상면도를 도시한다.
도 3 는 본 발명의 광학 디바이스(300)의 일 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 광학 디바이스(300)의 다른 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 광학 디바이스(300)의 다른 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 6은 샘플 1 및 2의 단면 SEM 분석의 결과를 도시한다.
도 7은 샘플 1 및 2의 단면 SEM 분석의 결과를 도시한다.
도 1에서의 참조 부호 목록
100. 색상 변환 디바이스
110. 발광 모이어티
110R. 발광 모이어티 (적색)
110G. 발광 모이어티 (녹색)
120. 매트릭스 재료
130. 광산란 입자 (선택 사항)
140. 착색제 (선택 사항)
140R. 착색제(적색)(선택 사항)
140G. 착색제(녹색)(선택 사항)
140B. 착색제(청색)(선택 사항)
150. 뱅크
161. 제 1 픽셀
162. 제 2 픽셀
163. 제 3 픽셀
170. 지지 매체(기판)(선택 사항)
도 2에서의 참조 부호 목록
200. 색상 변환 필름
210R. 픽셀(적색)
210G. 픽셀(녹색)
210B. 픽셀(청색)
220. 뱅크
도 3에서의 참조 부호 목록
300. 광학 디바이스
100. 색상 변환 디바이스
110. 발광 모이어티
110R. 발광 모이어티 (적색)
110G. 발광 모이어티 (녹색)
120. 매트릭스 재료
130. 광산란 입자 (선택 사항)
140. 착색제 (선택 사항)
140R. 착색제(적색)(선택 사항)
140G. 착색제(녹색)(선택 사항)
140B. 착색제(청색)(선택 사항)
150. 뱅크
320. 광 변조기
321. 편광기
322. 전극
323. 액정 층
330. 광원
331. LED 광원
332. 도광판 (선택 사항)
333. 광원(330)으로부터의 발광
도 4에서의 참조 부호 목록
400. 광학 디바이스
100. 색상 변환 디바이스
110. 발광 모이어티
110R. 발광 모이어티 (적색)
110G. 발광 모이어티 (녹색)
120. 매트릭스 재료
130. 광산란 입자 (선택 사항)
140. 착색제 (선택 사항)
140R. 착색제(적색)(선택 사항)
140G. 착색제(녹색)(선택 사항)
140B. 착색제(청색)(선택 사항)
150. 뱅크
420. 광 변조기
421. 편광기
422. 전극
423. 액정 층
430. 광원
431. LED 광원
432. 도광판 (선택 사항)
440. 색상 필터
433. 광원(330)으로부터의 발광
도 5에서의 참조 부호 목록
500. 광학 디바이스
100. 색상 변환 디바이스
110. 발광 모이어티
110R. 발광 모이어티 (적색)
110G. 발광 모이어티 (녹색)
120. 매트릭스 재료
130. 광산란 입자 (선택 사항)
140. 착색제 (선택 사항)
140R. 착색제(적색)(선택 사항)
140G. 착색제(녹색)(선택 사항)
140B. 착색제(청색)(선택 사항)
150. 뱅크
520. 발광 디바이스(예: OLED)
521. TFT
522. 전극(애노드)
523. 기판
524. 전극(캐소드)
525. 발광층(예: OLED 층(들))
526. 발광 디바이스(520)로부터의 발광
530. 광학 층(예: 편광기)(선택 사항)
540. 색상 필터
발명의 상세한 설명
본 명세서에서, 기호, 단위, 약어 및 용어는 달리 명시하지 않는 한, 하기의 의미를 가진다.
본 명세서에 있어서, 달리 특별히 언급하지 않는 한, 단수 형태는 복수 형태를 포함하며, "하나" 또는 "그것" 은 "적어도 하나" 를 의미한다. 본 명세서에 있어서, 달리 특별히 언급하지 않는 한, 하나의 개념의 요소는 복수의 종으로 표현될 수 있으며, 양 (예를 들어, 질량% 또는 mol%) 이 기재되는 경우, 이것은 복수의 종의 합을 의미한다. "및/또는" 은 모든 요소의 조합을 포함하며, 또한 요소의 단일 사용도 포함한다.
본 명세서에 있어서, 수치 범위가 "내지” 또는 "-" 를 사용하여 표시되는 경우, 이것은 양쪽 끝점을 포함하며, 이들의 단위는 공통이다. 예를 들어, 5 내지 25 mol% 는 5 mol% 이상 그리고 25 mol% 이하를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소는 탄소 및 수소를 포함하는 것, 및 임의적으로 산소 또는 질소를 포함하는 것을 의미한다. 히드로카르빌기는 1가 또는 2가 또는 고가의 탄화수소를 의미한다. 본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소는 선형, 분지형 또는 환형 지방족 탄화수소를 의미하며, 지방족 탄화수소기는 1가 또는 2가 또는 고가의 지방족 탄화수소를 의미한다. 방향족 탄화수소는 치환기로서 지방족 탄화수소기를 임의적으로 포함할 수 있을 뿐만 아니라 지환족과 축합될 수 있는 방향족 고리를 포함하는 탄화수소를 의미한다. 방향족 탄화수소기는 1가 또는 2가 또는 고가의 방향족 탄화수소를 의미한다. 또한, 방향족 고리는 공액 불포화 고리 구조를 포함하는 탄화수소를 의미하며, 지환족은 고리 구조를 갖지만 공액 불포화 고리 구조를 포함하지 않는 탄화수소를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬은 선형 또는 분지형, 포화 탄화수소로부터 임의의 하나의 수소를 제거함으로써 수득되는 기를 의미하며, 선형 알킬 및 분지형 알킬을 포함하고, 시클로알킬은 환형 구조를 포함하는 포화 탄화수소로부터 하나의 수소를 제거함으로써 수득되는 기를 의미하며, 임의적으로 환형 구조 내에 측쇄로서 선형 또는 분지형 알킬을 포함한다.
본 명세서에 있어서, 아릴은 방향족 탄화수소로부터 임의의 하나의 수소를 제거함으로써 수득되는 기를 의미한다. 알킬렌은 선형 또는 분지형, 포화 탄화수소로부터 임의의 2 개의 수소를 제거함으로써 수득되는 기를 의미한다. 아릴렌은 방향족 탄화수소로부터 임의의 2 개의 수소를 제거함으로써 수득되는 탄화수소기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, "Cx-y", "Cx-Cy" 및 "Cx" 와 같은 기재는 분자 또는 치환기에서의 탄소수를 의미한다. 예를 들어, C1-6 알킬은 1 내지 6 개의 탄소를 갖는 알킬 (예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 및 헥실) 을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 플루오로알킬은 알킬에서의 하나 이상의 수소가 불소로 대체된 것을 지칭하며, 플루오로아릴은 아릴에서의 하나 이상의 수소가 불소로 대체된 것이다.
본 명세서에 있어서, 중합체가 복수 유형의 반복 단위를 갖는 경우, 이들 반복 단위는 공중합된다. 이들 공중합은 교대 공중합, 랜덤 공중합, 블록 공중합, 그래프트 공중합, 또는 이들의 임의의 혼합 중 임의의 것이다.
본 명세서에 있어서, "%" 는 질량% 를 나타내며, "비" 는 질량비를 나타낸다.
본 명세서에 있어서, 온도 단위로서 섭씨를 사용한다. 예를 들어, 20 도는 섭씨 20 도를 의미한다.
본 발명에 따르면, 일 양태에서, 색상 변환 디바이스(100)는, 발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함하는 적어도 제 1 픽셀(161), 및 적어도 중합체 재료를 포함하는 뱅크(150)를 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어지며, 바람직하게 색상 변환 디바이스(100)는 지지 매체(170)를 더 포함한다.
- 제 1 픽셀(161)
본 발명에 따르면, 상기 제 1 픽셀(161)은 발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 제 1 픽셀(161)은 적어도 하나의 발광 모이어티(110)와 함께 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물을 경화시켜 획득되거나 또는 획득가능한 고체 층이고, 바람직하게는 상기 경화는 광 조사에 의한 광 경화, 열 경화 또는 광 경화와 열 경화의 조합이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 픽셀(161)의 층 두께는 0.1 내지 100㎛, 바람직하게는 이는 1 내지 50㎛, 더 바람직하게는 5 내지 25㎛ 범위이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 색상 변환 디바이스(100)는 제 2 픽셀(162)을 추가로 포함하고, 바람직하게는 디바이스(100)는 적어도 상기 제 1 픽셀(161), 제 2 픽셀(162) 및 제 3 픽셀(163)을 포함하고, 더 바람직하게는 상기 제 1 픽셀(161)은 적색 색상 픽셀이며, 제 2 픽셀(162)은 녹색 색상 픽셀이며 제 3 픽셀(163)은 청색 색상 픽셀이고, 더욱 더 바람직하게는 제 1 픽셀(161)은 적색 발광 모이어티(110R)를 함유하고, 제 2 색상 픽셀(162)은 녹색 발광 모이어티(110G)을 함유하고 제 3 픽셀(163)은 어떠한 발광 모이어티도 함유하지 않는다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 픽셀(160)은 매트릭스 재료(120)에 적어도 하나의 광산란 입자(130)를 추가로 포함하고, 바람직하게는 픽셀(160)은 복수의 광산란 입자(130)를 함유한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 상기 제 1 픽셀(161)은 여기 광에 의해 조사될 때 적색 색상을 방출하도록 구성된 하나의 픽셀 또는 둘 이상의 서브픽셀로 이루어지며, 더 바람직하게는 상기 서브픽셀은 동일한 발광 모이어티(110)를 함유한다.
- 매트릭스 재료(120)
바람직한 실시형태에서, 매트릭스 재료(120)는 (메트)아크릴레이트 중합체를 함유하고, 바람직하게 이는 메타크릴레이트 중합체, 아크릴레이트 중합체 또는 이들의 조합이고, 더 바람직하게 이는 아크릴레이트 중합체이고, 더욱 더 바람직하게는 상기 매트릭스 재료(120)는 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 추가로 더 바람직하게 상기 매트릭스 재료(120)는 적어도 하나의 디-아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 특히 바람직하게는 상기 매트릭스 재료(120)는 적어도 하나의 디-아크릴레이트 단량체 및 모노-아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 바람직하게는 상기 조성물은 감광성 조성물이다.
- 발광 모이어티(110)
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 발광 모이어티(110)는 유기 및/또는 무기 발광 재료이고, 바람직하게 이는 유기 염료, 무기 형광체 및/또는 양자 재료와 같은 반도성 발광 나노입자이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 발광 모이어티(110)의 총량은 제 1 픽셀(161)의 총량을 기준으로 0.1 중량% 내지 90 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 30 중량% 내지 50 중량%의 범위이다.
- iii) 반도성 발광 나노입자
본 발명에 따르면, "반도체"라는 용어는 실온에서 도체 (예컨대 구리) 와 절연체 (예컨대 유리) 사이의 정도로 전기 전도도를 갖는 재료를 의미한다. 바람직하게, 반도체는 온도에 따라 전기 전도도가 증가하는 재료이다.
“나노크기” 라는 용어는 0.1nm 내지 150nm, 더 바람직하게는 3nm 내지 50nm 의 크기를 의미한다.
따라서, 본 발명에 따르면, "반도성 발광 나노입자"는 크기가 0.1nm 내지 150 nm, 더욱 바람직하게는 3 nm 내지 50 nm이고, 전기 전도성이 실온에서 도체 (예컨대 구리) 와 절연체 (예컨대 유리) 사이의 정도인 발광 재료를 의미하는 것으로 여겨지며, 바람직하게는 반도체는 온도에 따라 전기 전도도가 증가하는 재료이며, 크기는 0.1 nm 내지 150 nm, 바람직하게는 0.5 nm 내지 150 nm, 더욱 바람직하게는 1 nm 내지 50 nm이다.
본 발명에 따르면, 용어 "크기"는 반도성 나노 크기의 발광 입자의 가장 긴 축의 평균 직경을 의미한다.
반도성 나노크기의 발광 입자의 평균 직경은 Tecnai G2 Spirit Twin T-12 투과 전자 현미경에 의해 작성된 TEM 이미지에서 100개 반도성 발광 나노입자를 기준으로 계산된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 반도성 발광 나노입자는 양자 크기의 재료이다.
본 발명에 따르면, 용어 "양자 크기" 는, 예를 들어 ISBN:978-3-662-44822-9에 기재된 바와 같이, 양자 구속 효과 (quantum confinement effect) 를 나타낼 수 있는, 리간드 또는 다른 표면 개질이 없는 반도성 재료 자체의 크기를 의미한다.
예를 들어, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnSeS, ZnTe, ZnO, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgSe, HgTe, InAs, InP, InPZn, InPZnS, InPZnSe, InPZnSeS, InPZnGa, InPGaS, InPGaSe, InPGaSeS, InPZnGaSeS and InPGa, InCdP, InPCdS, InPCdSe, InSb, AlAs, AlP, AlSb, Cu2S, Cu2Se, CuInS2, CuInSe2, Cu2(ZnSn)S4, Cu2(InGa)S4, TiO2 합금 및 이들 중 임의의 조합이 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 제 1 반도성 재료는 주기율표의 13 족의 적어도 하나의 원소, 및 주기율표의 15 족의 하나의 원소를 포함하고, 바람직하게는 13 족의 원소는 In 이고, 15 족의 원소는 P 이고, 더욱 바람직하게는 제 1 반도성 재료는 InP, InPZn, InPZnS, InPZnSe, InPZnSeS, InPZnGa, InPGaS, InPGaSe, InPGaSeS, InPZnGaSeS 및 InPGa 로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 반도성 발광 나노입자의 코어의 형상의 타입, 및 합성될 반도성 발광 나노입자의 형상의 타입은 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 구형, 세장형, 별형, 다면체형, 피라미드형, 테트라포드형, 사면체형, 소판 (platelet) 형 , 원뿔형 및 불규칙형 코어 및 - 또는 반도성 발광 나노입자가 합성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 코어의 평균 직경은 1.5 nm 내지 3.5 nm 범위이다.
코어의 평균 직경은 Tecnai G2 Spirit Twin T-12 투과 전자 현미경에 의해 작성된 TEM 이미지에서 100개 반도성 발광 나노입자를 기준으로 계산된다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 적어도 하나의 쉘 층은 주기율표의 12 족의 제1 원소 및 주기율표의 16 족의 제2 원소를 포함하거나 이들로 이루어지고, 바람직하게, 제 1 원소는 Zn 이고, 제 2 원소는 S, Se 또는 Te이고; 바람직하게는 상기 코어를 직접 피복하는 제 1 쉘 층은 주기율표의 12 족의 제 1 원소 및 주기율표의 16 족의 제 2 원소를 포함하거나 이들로 이루어지고, 바람직하게는 제 1 원소는 Zn 이고 제 2 원소는 S, Se, 또는 Te 이다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 적어도 하나의 쉘 층 (제 1 쉘 층) 은 하기 식 (XI) 로 표시되고, 바람직하게는 코어를 직접 피복하는 쉘 층은 화학식 (XI) 로 표시되고;
ZnSxSeyTez - (XI)
식 중 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, 그리고 x+y+z=1, 바람직하게는 0≤x≤1, 0≤y≤1, z=0, 그리고 x+y=1, 바람직하게는, 쉘 층은 ZnSe, ZnSxSey, ZnSeyTez 또는 ZnSxTez 이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 상기 쉘 층은 합금된 (alloyed) 쉘 층 또는 그레이디드 (graded) 쉘 층이고, 바람직하게는 상기 그레이디드 쉘 층은 ZnSxSey, ZnSeyTez, 또는 ZnSxTez 이고, 보다 바람직하게 그것은 ZnSxSey이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 반도성 발광 나노입자는 상기 쉘 층 상에 제 2 쉘 층을 더 포함하고, 바람직하게는 제 2 쉘 층은 주기율표의 12 족의 제 3 원소 및 주기율표의 16 족의 제 4 원소를 포함하거나 또는 이들로 이루어지며, 보다 바람직하게는 제 3 원소는 Zn 이고, 제 4 원소는 S, Se 또는 Te 이며, 단, 제 4 원소 및 제 2 원소는 동일하지 않다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 제 2 쉘 층은 하기 식 (XI´) 로 표시되고,
ZnSxSeyTez - (XI´)
식 중 0 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1 그리고 x+y+z=1이며, 바람직하게, 쉘 층은 ZnSe, ZnSxSey, ZnSeyTez, 또는 ZnSxTez이며, 단, 쉘 층 및 제 2 쉘 층은 동일하지 않다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 상기 제 2 쉘 층은 합금된 쉘 층일 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 반도성 발광 나노입자는 멀티쉘로서 제 2 쉘 층 상에 하나 이상의 추가 쉘 층들을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 "멀티쉘"은 3 개 이상의 쉘층으로 이루어진 적층된 쉘층을 나타낸다.
예를 들어, CdSe/CdS, CdSeS/CdZnS, CdSeS/CdS/ZnS, ZnSe/CdS, CdSe/ZnS, InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/ZnSe/ZnS, InZnP /ZnS, InZnP /ZnSe, InZnP /ZnSe/ZnS, InGaP/ZnS, InGaP/ZnSe, InGaP/ZnSe/ZnS, InZnPS/ ZnS, InZnPS ZnSe, InZnPS /ZnSe/ZnS, ZnSe/CdS, ZnSe/ZnS 또는 이들 중 임의의 조합이 사용될 수 있다. 바람직하게는, InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/ZnSe/ZnS, InZnP /ZnS, InZnP /ZnSe, InZnP /ZnSe/ZnS, InGaP/ZnS, InGaP/ZnSe, InGaP/ZnSe/ZnS 이다.
이러한 반도성 발광 나노입자는 공개적으로 (예를 들어 Sigma Aldrich 로부터) 이용 가능하거나 및/또는 예를 들어 US 7,588,828 B, US 8,679,543 B 및 Chem. Mater. 2015, 27, pp 4893-4898 에 기재된 방법으로 합성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 둘 이상의 반도성 발광 나노입자를 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 복수의 반도성 발광 나노입자를 포함한다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 반도성 발광 나노입자의 총량은 조성물의 총량을 기준으로 0.1 중량% 내지 90 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 30 중량% 내지 50 중량%의 범위이다.
- 뱅크(150)
본 발명의 일부 실시형태에서, 뱅크(150)의 높이는 0.1 내지 100㎛ 범위이며, 바람직하게 이는 1 내지 50㎛, 더 바람직하게는 1 내지 25㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 20㎛ 이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 뱅크(150)는 상기 제 1 픽셀(161)의 영역을 결정하도록 구성되고 뱅크(150)의 적어도 일부는 제 1 픽셀(161)의 적어도 일부에 직접 접촉하고, 바람직하게는 상기 뱅크(150)의 제 2 중합체는 제 1 픽셀(161)의 제 1 중합체의 적어도 일부에 직접 접촉하고 있다.
보다 바람직하게, 상기 뱅크(150)는 포토리소그래피에 의해 패터닝되고 상기 제 1 픽셀(161)은 뱅크(150)에 의해 둘러싸여 있으며, 바람직하게 상기 제 1 픽셀(161), 제 2 픽셀(162) 및 제 3 픽셀(163)은 모두 포토리소그래피에 의해 패터닝된 뱅크(150)에 의해 둘러싸여 있다.
- 뱅크의 중합체 재료
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 뱅크의 중합체 재료는 열경화성 수지이며, 바람직하게 이는 감광성 수지이고, 보다 바람직하게 이는 알칼리 가용성 중합체를 함유하는 열경화성 및 감광성 수지이고, 바람직하게는 상기 알칼리 가용성 중합체의 중량 평균 분자량은 1,000 내지 100,000 의 범위이며, 더 바람직하게 이는 1,200 내지 80,000이고, 바람직하게 알칼리 가용성 중합체의 고체-산가는 10 내지 500mg KOH/g 범위이고, 더 바람직하게 이는 20 내지 300mg KOH/g 이고, 바람직하게는 상기 알칼리 가용성 중합체는 (메트)아크릴레이트 중합체, 실록산 (메트)아크릴레이트 중합체로부터 선택되며, 보다 바람직하게 이는 메타크릴레이트 중합체, 아크릴레이트 중합체 또는 이들의 조합이고, 더욱 더 바람직하게는 중합체 재료는 아크릴레이트 중합체이고, 더 더욱 바람직하게 상기 뱅크(150)는 적어도 하나의 알칼리 가용성 중합체 및 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물을 함유하는 제 2 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 특히 바람직하게 상기 뱅크(150)는 적어도 하나의 알칼리 가용성 중합체 및 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물 및 계면활성제를 함유하는 제 2 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 바람직하게 상기 조성물은 감광성 조성물이고, 바람직하게 상기 뱅크는 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능한 경화된 층이고, 보다 바람직하게 상기 뱅크는 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능한 포토리소그래피에 의해 패터닝된 경화된 층이다, 이러한 재료에 대해, 공개적으로 이용가능한 것이 사용될 수 있다.
- 뱅크의 계면활성제
본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 뱅크(150)는 계면활성제를 더 함유하고, 바람직하게 뱅크의 표면의 적어도 일부는 상기 계면활성제에 의해 피복되며, 보다 바람직하게 뱅크의 표면은 소수성이고, 더욱 더 바람직하게는 뱅크의 상단부의 표면은 발유성이고, 바람직하게는 계면활성제의 총량은 뱅크의 총량을 기준으로 0.001 내지 5중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 4중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.05 내지 3중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1중량% 의 범위이다.
추가로 바람직한 실시형태에서, 뱅크(150)는 비이온성 계면활성제를 함유하고, 바람직하게 상기 비이온성 계면활성제는 탄화수소계 비이온성 계면활성제, 불소계 비이온성 계면활성제, 유기실리콘계 비이온성 계면활성제 또는 이들의 조합이고, 보다 바람직하게는, 상기 탄화수소계 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 이를테면 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르 및 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 다이에스테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 모노에스테르; 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 블록 중합체; 아세틸렌 알코올; 아세틸렌 글리콜 이를테면 3-메틸-1-부틴-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2,5-디-메틸-3-헥신-2,5-디올, 2,5-디-메틸-2,5-헥산디올; 아세틸렌 알코올의 폴리에톡실레이트; 아세틸렌 글리콜 유도체, 이를테면 아세틸렌 글리콜의 폴리 에톡실레이트로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버 중에서 선택되며; 바람직하게는 불소계 비이온성 계면활성제는 하나 이상의 불소 함유 계면활성제로부터 선택되고; 바람직하게 상기 탄화수소계 비이온성 계면활성제는 유기실록산 계면활성제로부터 선택되고, 바람직하게는 계면활성제는 불소계 비이온성 계면활성제이다. 이러한 계면활성제에 대해, 공개적으로 이용가능한 계면활성제가 사용될 수 있다.
- 뱅크 내 당류
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 뱅크(150)는 당류를 추가로 함유하고, 바람직하게는 상기 당류는 단당류, 올리고당류, 다당류 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고, 보다 바람직하게 이는 올리고당류이고, 더욱 더 바람직하게 상기 당류는 단당류 2 내지 10분자를 탈수 및 축합하여 형성한 올리고당류이고, 또한 환형 올리고당류(예를 들어, 시클로덱스트린)를 포함하고, 더욱 바람직하게 이는 시클로덱스트린 또는 단당류 분자 2개를 축합하여 얻어지는 이당류이고, 더욱 바람직하게 이는 단당류 분자 2개를 축합하여 얻어지는 이당류이고, 더욱 바람직하게 당류는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드를 갖는 올리고당류이고, 보다 바람직하게 이는 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드를 갖고, 더욱 바람직하게 이는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 갖고, 특히 바람직하게 이는 수크로스-알킬렌옥사이드-라우르산 에스테르이고, 바람직하게는 계면활성제의 총량은 중합체 재료는 총 고형분을 기준으로 0.001 내지 1중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 60중량%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 40중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30중량% 의 범위이다. 예를 들어, 수크로스 에틸렌 옥사이드 부가물이 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 계면활성제에 대해, 공개적으로 이용가능한 것이 사용될 수 있다.
- 뱅크내 착색제
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 뱅크(150)는 착색제를 추가로 포함하고, 바람직하게 상기 착색제는 유기 착색제 및/또는 무기 착색제이고, 보다 바람직하게 이는 유기 흑색 안료 및/또는 무기 흑색 안료로부터 선택되는 흑색 착색제이고, 바람직하게 상기 흑색 착색제는 [파장 365 nm에서의 광 투과율]/[파장 500 nm에서의 광 투과율]로 표시되는 광 투과율비가 1.2 이상이고, 보다 바람직하게는 비는 2.0 이상이고, 바람직하게는 상기 흑색 착색제는 [파장 365 nm에서의 광 투과율]/[파장 500 nm에서의 광 투과율]로 표시되는 광 투과율비가 5.0 이하이고, 더욱 더 바람직하게는 이는 1.2 내지 5.0 의 범위이고, 또한 보다 바람직하게는 이는 2.0 내지 4.0이며, 단, 다음 단계: 필름 두께가 10 ㎛ 인 필름을 형성하는 수지의 총량을 기준으로 10 질량%의 흑색 착색제가 분산된 조성물을, 상기 조성물을 유리 기판에 도포함으로써, 도포하는 단계, 및, 100℃에서 경화시키는 단계에 의해 획득된 필름을 측정하여 투과율이 얻어지고, 다음으로 획득된 필름은 UV-vis-NIR (Hitachi High-Technologies Corporation) 을 사용하여 측정되고, 바람직하게는 상기 무기 흑색 안료는 질화지르코늄이고, 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 둘 이상의 유기 색상 안료의 혼합물이고, 보다 바람직하게 이는 혼합에 의해 흑색 색상을 나타내도록 구성된 적색, 녹색 청색 유기 색상 안료의 혼합물이고, 더욱 더 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 아조 유형, 프탈로시아닌 유형, 퀴나크리돈 유형, 벤즈이미다졸론 유형, 이소인돌리논 유형, 디옥사진 유형, 인단트렌 유형 및 페릴렌 유형 유기 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 혼합물이고, 특히 바람직하게 상기 유기 흑색 안료는 C. I. Pigment Orange 43, C. I. Pigment Orange 64 및 C. I. Pigment Orange 72 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나와 C. I. Pigment Blue 60, C. I. Pigment Green 7、C. I. Pigment Green 36 및 C. I. Pigment Green 58 의 혼합물이다.
바람직하게, 상기 착색제의 총량은 뱅크의 중합체 재료의 총량을 기준으로 3 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%이다.
- 지지 매체(170)
본 발명의 일부 실시형태에서, 상기 지지 매체(170)는 기판이고, 보다 바람직하게 이는 투명 기판이다.
일반적으로, 투명 기판과 같은 상기 기판은 가요성, 반-강성 또는 강성일 수 있다.
광학 디바이스에 적합한 공지의 투명 기판이 원하는 바에 따라 사용될 수 있다.
바람직하게는, 투명 기판으로서, 투명 중합체 기판, 유리 기판, 투명 중합체 필름 상에 적층된 얇은 유리 기판, 투명 금속 산화물 (예를 들어, 산화물 실리콘, 산화물 알루미늄, 산화물 티타늄), 투명 금속 산화물을 갖는 중합체 필름 기판이 사용될 수 있다. 더욱 더 바람직하게 이는 투명 중합체 기판 또는 유리 기판이다.
투명 중합체 기판은, 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐부티랄, 나일론, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 테트라플루오로에틸렌-에르플루오로알킬비닐 에테르 공중합체, 폴리비닐 플루오라이드, 테트라플리오로에틸렌 에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌 헥사플루오로 중합체 공중합체, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 만들어질 수 있다.
용어 "투명" 은 광기전 디바이스에서 사용되는 두께에서 그리고 광기전 셀의 동작 동안 사용되는 파장 또는 파장 범위에서 적어도 약 60 % 의 입사광이 투과되는 것을 의미한다. 바람직하게 이는 70 % 를 넘고, 더욱 바람직하게 75 % 를 넘고, 가장 바람직하게 이는 80 % 를 넘는다.
- 제 1 조성물
본 발명에 따르면, 일부 실시형태에서, 제 1 픽셀(161)은 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하거나, 또는 상기 제 1 조성물의 경화된 층이며, 상기 제 1 조성물은 다음을 포함한다:
i) 하기 화학식 (I) 로 표현되는 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 단량체, 및
ii) 다른 재료;
Figure pct00001
식중
X1 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기 또는 에스테르기이다;
X2 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기 또는 에스테르기이다;
R1 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
R2 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
바람직하게는 기호 X1 은
Figure pct00002
이고,
식중
n 은 0 또는 1 이다;
바람직하게는 기호 X2 는
Figure pct00003
이고,
식중
m 은 0 또는 1 이다;
바람직하게는 적어도 m 또는 n은 1이다;
R3 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬, 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 또는 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이며, 바람직하게는 R3 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고,
이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수도 있다;
R4 는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬, 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 또는 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이며, 바람직하게는 R4 는 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고,
이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 조성물의 점도는 실온에서 35 cP 이하, 바람직하게는 1 내지 35 cP, 보다 바람직하게 2 내지 30 cP, 더욱 더 바람직하게 2 내지 25 cP 범위이다.
본 발명에 따르면, 상기 점도는 실온에서 진동식 점도계 VM-10A (SEKONIC) 에 의해 측정될 수 있다.
https://www.sekonic.co.jp/english/product/viscometer/vm/vm_series.html
- 매트릭스 재료로서 화학식 (I) 로 표시되는 (메트)아크릴레이트 단량체
잉크젯 인쇄에 적합한 저점도 조성물을 만들기 위해서는 저점도가 중요하다고 생각된다. 따라서, 위에 언급된 파라미터 범위 내의 점도 값을 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체는 잉크젯 인쇄용 조성물을 제조하는 데 특히 적합하다. 이러한 (메트)아크릴레이트 단량체를 조성물에 사용함으로써, 높은 로딩을 갖는 반도성 발광 나노입자와 같은 다른 재료와 혼합될 경우, 조성물은 잉크젯 인쇄에 적합한 범위 내에서 여전히 낮은 점도를 유지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 대면적 균일 잉크젯 인쇄를 위해 화학식 (I) 의 상기 (메트)아크릴레이트 단량체의 비점 (B.P.) 은 250℃ 이상이며, 바람직하게 이는 250℃ 내지 350℃, 훨씬 더 바람직하게는 280℃ 내지 350℃, 더욱 더 바람직하게는 300℃ 내지 348℃ 의 범위이다.
상기 높은 비점은 또한, 대면적 균일 인쇄를 위해 바람직하게는 0.001mmHg 미만의 낮은 증기압을 갖는 조성물을 만드는 데 중요하다고 생각되며, 높은 로딩의 반도성 발광 나노입자와 같은 높은 로딩의 다른 재료와 혼합되더라도 대면적 균일 잉크젯 인쇄에 적합한 조성물을 만들기 위해 25℃ 에서 점도 값이 25 cP 이하이고 비점이 적어도 250℃ 이상, 바람직하게 그것은 250℃ 내지 350℃, 보다 바람직하게 300℃ 내지 348℃ 범위인 식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 B.P 는 Science of Petroleum, Vol.II. p.1281 (1398), https://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/learning-center/nomograph.html 에 기재된 것과 같은 공지된 방법에 의해 추정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 화학식 (I) 로 표시되는 임의의 유형의 공개적으로 이용 가능한 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트가 바람직하게 사용될 수 있다.
특히 제 1 양태의 경우, 화학식 (I) 로 표시되는 25℃ 에서의 점도 값이 25cP 이하인 임의의 유형의 공개적으로 이용 가능한 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트가 사용될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 식 (I) 의 R3 및 상기 식 (I) 의 R4 는, 각각 서로 독립적으로, 하기 기들로부터 선택되고, 여기서 기들은 Ra 로 치환될 수 있고, 바람직하게 이들은 Ra 로 치환되지 않는다.
Figure pct00004
Figure pct00005
특히 바람직하게, 상기 식 (I) 의 R3 및 R4 는 각각의 경우에, 독립적으로 또는 상이하게, 하기 기들로부터 선택된다.
Figure pct00006
식 중 “*” 는 R3 의 경우에 식의 산소 원자에 대한 연결점 또는 식의 X2 에 대한 연결점을 나타내고, 여기서 “*” 는 R4 의 경우에 식의 산소 원자에 대한 연결점 또는 식의 X1 에 대한 연결점을 나타낸다.
더욱 바람직하게는, 상기 식 (I) 은 NDDA (BP:342℃), HDDMA (BP:307) 또는 DPGDA (BP: 314℃) 이다.
Figure pct00007
본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 하기 화학식 (II) 으로 표현되는 다른 (메트)아크릴레이트 단량체를 더 포함하고;
Figure pct00008
X3 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기이다;
바람직하게는 기호 X3 은
Figure pct00009
이고,
식중
l 는 0 또는 1이다;
R5 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
R6 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이며, 바람직하게는 R6 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고, 이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
R7 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이며, 바람직하게는 R7 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고, 이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
- 화학식 (II) 로 표시되는 (메트)아크릴레이트 단량체
하기 식 (II) 로 표시되는 (메트)아크릴레이트 단량체는 식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 점도보다 훨씬 더 낮은 점도 값을 나타내는 것으로 생각된다. 따라서, 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체와 조합하여 화학식 (II) 로 표시되는 (메트)아크릴레이트 단량체를 사용함으로써, 바람직하게 외부 양자 효율 (EQE) 값을 감소시키지 않고서, 매끄러운 잉크젯 인쇄에 바람직한 훨씬 더 낮은 점도를 갖는 조성물을 실현할 수 있다.
상기 조합은, 높은 로딩의 반도성 발광 나노입자와 같은, 다량의 다른 재료를 포함하는 저점도 조성물을 실현할 수 있는 것으로 생각된다. 따라서, 이는 조성물이 다른 재료를 포함하는 경우 잉크젯 인쇄에 특히 적합하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 대면적 균일 잉크젯 인쇄를 위해 화학식 (II) 의 상기 (메트)아크릴레이트 단량체의 비점 (B.P.) 은 250℃ 이상이며, 바람직하게 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체는 250℃ 이상, 보다 바람직하게 그것은 250℃ 내지 350℃, 훨씬 더 바람직하게는 280℃ 내지 350℃, 더욱 더 바람직하게는 300℃ 내지 348℃ 의 범위이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 대면적 균일 잉크젯 인쇄를 위해 화학식 (I) 의 상기 (메트)아크릴레이트 단량체의 비점 (B.P.) 및/또는 화학식 (II) 의 상기 (메트)아크릴레이트 단량체의 비점 (B.P.) 은 250℃ 이상이며, 바람직하게 화학식 (I) 및 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체는 양자 모두 250℃ 이상, 보다 바람직하게 그것은 250℃ 내지 350℃, 훨씬 더 바람직하게는 280℃ 내지 350℃, 더욱 더 바람직하게는 300℃ 내지 348℃ 의 범위이다.
더욱 바람직하게는, 상기 식 (II) 의 R7 는 각각의 경우에, 독립적으로 또는 상이하게, 하기 기들로부터 선택되고, 여기서 기들은 Ra 로 치환될 수 있고, 바람직하게 이들은 Ra 로 치환되지 않는다.
Figure pct00010
식 중 "*" 는 l 가 1인 경우 X3 의 R6 에 대한 연결점을 나타내고, 그것은 n 이 0 인 경우 식 (II) 의 X3 의 산소 원자에 대한 연결점을 나타낸다.
더욱이 바람직하게는, 상기 식 (II) 는 라우릴 메타크릴레이트 (LM, 점도 6 cP, BP: 142℃) 또는 라우릴 아크릴레이트 (LA, 점도: 4.0cP, BP: 313.2℃) 이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체가 조성물에 있고, 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 대 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 혼합 비는 1:99 내지 99:1(화학식 (I) : 화학식 (II)), 바람직하게는 5:95 내지 50:50, 더욱 바람직하게는 10:90 내지 40:60, 더욱 더 바람직하게는 15:85 내지 35:65 의 범위이며, 바람직하게는 적어도 화학식 (I), (II) 로 표시되는 정제된 (메트)아크릴레이트 단량체가 조성물에 사용되며, 보다 바람직하게는 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 및 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체는 양자 모두 정제 방법에 의해 획득되거나 획득가능하다.
화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 총량에 대한 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 더 많은 양, 및 화학식 (I)의 (메트)아크릴레이트 단량체의 총량에 대한 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 혼합 중량 비가 50중량% 미만인 것이 조성물의 점도, 조성물의 더 나은 잉크 젯팅 특성의 관점에서 바람직한 것으로 생각된다.
바람직하게는, 실리카 컬럼을 이용하여 정제된 (메트)아크릴레이트 단량체를 사용한다.
실리카 컬럼 정제에 의해 (메트)아크릴레이트 단량체로부터의 불순물 제거는 조성물에서 반도성 발광 나노입자의 개선된 QY 로 이어지는 것으로 생각된다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 하기 화학식 (III) 으로 표현되는 (메트)아크릴레이트 단량체를 더 포함하고;
Figure pct00011
식중 R9 는 수소 원자, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬기 또는 화학식 (IV) 로 표시되는 (메트)아크릴 기이다
Figure pct00012
R6 는 수소 원자, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬기 또는 화학식 (V) 로 표시되는 (메트)아크릴 기이다
Figure pct00013
R7 는 수소 원자, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬기 또는 화학식 (VI) 로 표시되는 (메트)아크릴 기이다
Figure pct00014
식중 R8a, R8b 및 R8c 는 각각, 각각의 경우 서로 의존적으로 또는 독립적으로, H 또는 CH3 이고;
여기서 R9, R10 및 R11 중 적어도 하나는 (메트)아크릴기이며, 바람직하게는 R9, R10 및 R11 중 2개는 (메트)아크릴기이고 다른 하나는 수소 원자 또는 1 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬기이고, 바람직하게는 식 (III) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 전기 전도도 (S/cm) 는 1.0*10-10 이하, 바람직하게 그것은 5.0*10-11 이하, 보다 바람직하게 그것은 5.0*10-11 내지 1.0*10-15 의 범위, 더욱 더 바람직하게 그것은 5.0*10-12 내지 1.0*10-15 의 범위이다.
화학식 (III) 의 (메트)아크릴레이트 단량체는 잉크젯 인쇄 후 조성물로부터 제조된 후자의 견고성을 개선하는 데 유용한 것으로 생각된다.
본 발명에 따르면, 하기 화학식 (III) 으로 표시되는 공지된 (메트)아크릴레이트 단량체를 사용하여 잉크젯 인쇄 및 가교 후 층의 견고성을 향상시킬 수 있다.
매우 바람직하게는, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (TMPTA) 가 화학식 (III) 의 (메트)아크릴레이트 단량체로서 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 조성물 중 (메트)아크릴레이트 단량체의 총량을 기준으로 화학식 (III) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 양은 0.001 중량% 내지 25 중량%의 범위, 보다 바람직하게는 0.1 중량% 내지 15 중량%, 더욱 더 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%, 더 더욱 바람직하게는 3 내지 7 중량% 의 범위이다.
바람직하게는, 실리카 컬럼을 이용하여 정제된 (메트)아크릴레이트 단량체를 사용한다.
실리카 컬럼 정제에 의해 (메트)아크릴레이트 단량체로부터의 불순물 제거는 조성물에서 반도성 발광 나노입자의 개선된 QY 로 이어지는 것으로 생각된다.
본 발명에 따르면, 바람직한 실시형태에서, 조성물의 점도는 실온에서 35 cP 이하, 바람직하게는 1 내지 35 cP, 보다 바람직하게 2 내지 30 cP, 더욱 더 바람직하게 2 내지 25 cP 범위이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 조성물은 조성물의 총량을 기준으로 용매 10중량% 이하를 포함하고, 보다 바람직하게 그것은 5중량% 이하이고, 더욱 바람직하게 그것은 무용매 조성물이고, 바람직하게 상기 조성물은 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, 이를테면 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 및 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르; 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 이를테면 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르, 및 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르; 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르, 이를테면 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 (PGME), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 및 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르; 에틸렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 이를테면 메틸 셀로솔브 아세테이트 및 에틸 셀로솔브 아세테이트; 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 이를테면 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 및 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트; 케톤, 이를테면 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 아밀 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 및 시클로헥사논; 알코올, 이를테면 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로 헥산올, 에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 글리세린; 에스테르, 이를테면 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸 3-메톡시프로피오네이트 및 에틸 락테이트; 및 환형 애스터, 이를테면, 감마-부티로-락톤; 염소화 탄화수소, 이를테면 클로로포름, 디클로로메탄, 클로로벤젠, 트리메틸 벤젠 이를테면 1,3,5-트리메틸벤젠, 1,2,4-트리메틸벤젠, 1,2,3-트리메틸벤젠, 도세실벤젠, 시클로헥실벤젠, 1,2,3,4-테트라메틸벤젠, 1,2,3, 5-테트라메틸벤젠, 3-이소프로필바이페닐, 3-메틸바이페닐, 4-메틸바이페닐 및 디클로로벤젠으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되는 용매 중 어느 하나를 포함하지 않으며, 바람직하게 상기 용매는 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 알킬 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, 프로필렌 글리콜, 및 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르이다.
조성물에서 용매의 10중량% 미만은 개선된 잉크 젯팅으로 이어지고 그것은 용매의 증발 후 동일한 픽셀 상으로의 제 2 또는 그 보다 많은 잉크 젯팅을 피할 수 있는 것으로 생각된다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 조성물은 다음으로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되는 다른 재료를 더 포함한다;
iii) 제 1 반도성 나노입자, 선택적으로 제 1 반도성 나노입자의 적어도 일부를 피복하는 하나 이상의 쉘층을 포함하는 적어도 하나의 반도성 발광 나노입자, 바람직하게는 상기 나노입자는 리간드를 포함하고, 보다 바람직하게는 상기 나노입자는 탄소수 2 내지 25, 바람직하게는 6 내지 15 (이를테면 C12, C8) 를 갖는 알킬 유형 리간드를 포함한다;
iv) 다른 (메트)아크릴레이트 단량체;
v) 산란 입자, 및
vi) 광학적으로 투명한 중합체, 산화 방지제, 라디칼 켄처(radical quencher), 광개시제 및/또는 계면활성제.
본 발명의 일부 실시형태에서, 바람직하게는 본 발명의 조성물은 다음을 포함한다
v) 산란 입자: 및
vii) 산란 입자를 조성물에 분산시킬 수 있도록 구성된 적어도 하나의 중합체;
여기서 중합체는 적어도 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3급 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 포스폰 산 또는 이들의 조합을 포함하고, 바람직하게는 중합체는 3급 아민, 포스핀 옥사이드 기, 포스폰 산, 또는 포스페이트 기를 포함한다,
본 발명에 따르면, 산란 입자를 조성물에 분산시킬 수 있게 하도록 구성된 상기 중합체는, 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3급 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 포스폰 산 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 반복 단위 A 를 포함하고, 바람직하게는 반복 단위 A 는 3급 아민, 포스핀 옥사이드 기, 포스폰 산 또는 포스페이트 기를 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 반복 단위 A 및 반복 단위 B 는 구성 반복 단위 (constitutional repeating unit) 이다.
더욱 더 바람직하게는, 반복 단위 A 는 하기 화학식 (IV) 으로 표현되는 3급 아민을 포함하고,
-NR12R13R14 - (VII)
식 중 R12 는 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 직선형 또는 분지형 알킬 기, 또는 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기이고; R13 는 수소 원자, 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 직선형 또는 분지형 알킬기, 또는 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기이고; R12 및 R13 는 서로 동일하거나 상이할 수 있고; R14 은 단일 결합, 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 직선형 또는 분지형 알킬렌 기, 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐렌 기, 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 (폴리)옥사알킬렌 기이다.
더욱 더 바람직하게는, R12 은 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 직선형 또는 분지형 알킬 기이고; R13 는 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 직선형 또는 분지형 알킬 기이며; R12 및 R13 는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
더욱 바람직하게는, R12 는 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 또는 n-부틸 기이고; R13 는 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 또는 n-부틸 기이다.
본 발명에 따르면, 바람직한 실시형태에서, 반복 단위 A 는 염을 함유하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 중합체는, 그라프트 공중합체, 블록 공중합체, 교대 공중합체, 및 랜덤 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 공중합체이고, 바람직하게는 상기 공중합체는 반복 단위 A, 및 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3급 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰산, 히드록실 기, 포스폰 산, 및 이들의 조합을 포함하지 않는 반복 단위 B를 포함하고, 보다 바람직하게는 공중합체는 하기 화학식 (VIII) 또는 (IX) 로 표현되는 블록 공중합체이고,
An - Bm - (VIII)
Bo - An - Bm - (IX)
식 중 기호 "A" 는 반복 단위 A를 나타내고; 기호 "B" 는 반복 단위 B 를 의미하는 것으로 여겨지고; 기호 “n”, “m”, 및 “o” 는 각각의 경우에, 서로 독립적으로 또는 의존적으로, 정수 1 내지 100, 바람직하게는 5 내지 75, 보다 바람직하게는 7 내지 50 이고; 더욱 더 바람직하게는 반복 단위 B는, (폴리)에틸렌, (폴리)페닐렌, 폴리디비닐벤젠, (폴리)에테르, (폴리)에스테르, (폴리)아미드, (폴리)우레탄, (폴리)카보네이트, 폴리락트 산, (폴리)비닐 에스테르, (폴리)비닐 에테르, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스 및 이들의 임의의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체 사슬을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 반복 단위 B의 중합체 사슬은 폴리에틸렌 글리콜이다.
보다 바람직하게는, 반복 단위 B는 하기 화학식 (X) 로 표현되는 화학 구조를 포함하고,
Figure pct00015
화학식 (X) 중, R15 은 수소 원자, 또는 메틸기이고; R16 는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고; n 은 정수 1 내지 5 이며, “*” 는 다른 중합체 반복 단위 또는 중합체의 말단에 대한 연결점을 나타낸다.
더욱 더 바람직하게는, R15 은 수소 원자, 또는 메틸기일 수 있고, R16 는 에틸기일 수 있고, n은 정수 1 내지 5 이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 반도성 발광 나노입자의 코어의 표면 또는 하나 이상의 쉘 층의 최외부 표면은 중합체에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 코팅될 수 있다.
예를 들어 Thomas Nann, Chem. Commun., 2005, 1735 - 1736, DOI: 10.1039/b-414807j 에 기재된 리간드 교환 방법을 사용하여, 중합체가 반도성 발광 나노입자의 코어 표면 또는 코어의 최외부 표면에 도입될 수 있다.
본 발명에 따르면, 일부 실시형태에서, 상기 중합체의 함량은 반도성 발광 나노입자의 총 중량에 대해 1 중량% 내지 500 중량% 의 범위, 보다 바람직하게는 20 중량% 내지 350 중량% 의 범위, 더욱 더 바람직하게는 50 중량% 내지 200 중량% 범위이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 중합체의 중량 평균 분자량 (Mw) 는 200 g/mol 내지 30,000 g/mol, 바람직하게 250 g/mol 내지 2,000 g/mol, 보다 바람직하게 400 g/mol 내지 1,000 g/mol 범위이다.
분자량 Mw 는 내부 폴리스티렌 표준에 대한 GPC (= 겔 투과 크로마토그래피) 에 의해 결정된다.
중합체로서, 비극성 및/또는 저극성 유기 용매에 용해될 수 있는 상업적으로 이용 가능한 습윤 및 분산 첨가제가 바람직하게 사용될 수 있다. 이를테면 BYK-111, BYK-LPN6919, BYK-103, BYK-P104, BYK-163 ([상표], BYK com. 제조), TERPLUS MD1000 시리즈, 이를테면 MD1000, MD1100 ([trademark], Otsuka Chemical 제조), 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 아민 (Sigma-Ald 767565 [상표], Sigma Aldrich 제조), 폴리에스테르 비스-MPA 덴드론, 32 히드록실, 1 티올, (Sigma-Ald 767115 [상표], Sigma Aldrich 제조), LIPONOL DA-T/25 (Lion Specialty Chemicals Co. 제조), 카르복시메틸 셀룰로오스 (Polyscience 등 제조), 다른 습윤 및 분산 첨가제들이 예를 들어, “Marc Thiry 등의, ACSNANO, American Chemical society, Vol. 5, No. 6, pp 4965 - 4973, 2011”, “Kimihiro Susumu, 등의, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, pp 9480-9496” 에 개시되어 있다.
따라서, 본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 적어도 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체, 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 및, 산란 입자를 조성물 중에 분산시킬 수 있도록 구성된 상기 중합체를 포함하고, 여기서 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체: 화학식(II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 : 중합체의 혼합 비는 10:89:1 내지 50:40:10, 바람직하게는 15:82:3 내지 30:60:10 의 범위이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 본 발명의 조성물의 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도되거나 유도될 수 있는 중합체를 적어도 포함하거나, 이것으로 본질적으로 이루어지거나 또는 이것으로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 중합체는 조성물에 있는 모든 (메트)아크릴레이트 단량체, 예를 들어, 적어도 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 및/또는 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도되거나 유도될 수 있다.
- 리간드
본 발명의 일부 실시형태에서, 선택적으로, 반도성 발광 나노입자는 하나 이상의 리간드에 의해 직접 오버 코팅될 수 있거나, 또는 반도성 발광 나노입자의 무기 부분의 최외부 표면은 추가 리간드에 의해 직접 코팅될 수 있고 추가 리간드는 중합체에 의해 더 코팅된다.
추가 리간드로서, 포스핀 및 포스핀 옥사이드, 이를테면 트리옥틸포스핀 옥사이드 (TOPO), 트리옥틸포스핀 (TOP) 및 트리부틸포스핀 (TBP); 포스폰산, 이를테면 도데실포스폰산 (DDPA), 트리데실포스폰산 (TDPA), 옥타데실포스폰산 (ODPA) 및 헥실포스폰산 (HPA); 아민, 이를테면 올레일아민, 데데실 아민 (DDA), 테트라데실 아민 (TDA), 헥사데실 아민 (HDA), 및 옥타데실 아민 (ODA), 올레일아민 (OLA), 1-옥타데센 (ODE), 티올, 이를테면 헥사데칸 티올 및 헥산 티올; 메르캅토 카르복실산, 이를테면 메르캅토 프로피온산 및 메르캅토운데카노산; 카르복실산, 이를테면 올레산, 스테아르산, 미리스트산; 아세트산, 폴리에틸렌이민 (PEI), 단관능성 PEG 티올 (mPEG-티올) 또는 mPEG-티올의 유도체 및 이들 중 임의의 조합이 사용될 수 있다.
그러한 리간드의 예는, 예를 들어, 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2012/059931A 에 기재되어 있다.
v) 산란 입자
본 발명에 따르면, 산란 입자로서, SiO2, SnO2, CuO, CoO, Al2O3 TiO2, Fe2O3, Y2O3, ZnO, ZnS, MgO 와 같은 무기 산화물의 공지된 작은 입자; 중합된 폴리스티렌, 중합된 PMMA와 같은 유기 입자; 중공 실리카와 같은 무기 중공 산화물 또는 이들의 임의의 조합이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 다음을 포함한다
iii) 제 1 반도성 나노입자, 선택적으로 제 1 반도성 나노입자의 적어도 일부를 덮는 하나 이상의 쉘 층을 포함하는, 적어도 하나의 반도성 발광 나노입자, 바람직하게 조성물은 EQE 값 23% 이상, 바람직하게는 24% 이상 그리고 95% 미만을 갖는다;
본 발명에 따르면, 투명 중합체로서, 예를 들어, WO 2016/134820A 에 기재된 광학 디바이스에 적합한 광범위하게 다양한 공지된 투명 중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 "투명"은 광학 매체에서 사용되는 두께에서 그리고 광학 매체의 동작 동안 사용되는 파장 또는 파장 범위에서 적어도 약 60 % 의 입사광이 투과되는 것을 의미한다. 바람직하게 이는 70 % 를 넘고, 더욱 바람직하게 75 % 를 넘고, 가장 바람직하게 이는 80 % 를 넘는다.
본 발명에 따르면, 용어 "중합체"는 반복 단위를 갖고 중량 평균 분자량 (Mw) 이 1000 g/mol 이상인 재료를 의미한다.
분자량 Mw 은 내부 폴리스티렌 표준에 대하여 GPC (= 겔 투과 크로마토그래피) 를 이용하여 결정된다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 투명 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 는 70℃ 이상이고 250℃ 이하이다.
Tg는 http://pslc.ws/macrog/dsc.htm; Rickey J Seyler, Assignment of the Glass Transition, ASTM publication code number (PCN) 04-012490-50 에 기술된 바와 같이 시차 주사 색도계에서 관찰된 열 용량의 변화에 기초하여 측정된다.
예를 들어, 투명 매트릭스 재료용 투명 중합체로서, 폴리(메트)아크릴레이트, 에폭시, 폴리우레탄, 폴리실록산이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 투명 매트릭스 재료로서 중합체의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 1,000 내지 300,000 g/mol 범위, 보다 바람직하게 그것은 10,000 내지 250,000 g/mol 범위이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게 WO 2016/134820A에 기재된 바와 같이 공지된 산화 방지제, 라디칼 켄처, 광개시제 및/또는 계면활성제가 사용될 수 있다.
- QY 계산
조성물의 양자 수율 (QY) 측정은 절대 PL 양자 수율 분광계 C9920-02 (Hamamatsu Photonics K.K.) 를 사용하여 수행되고, 하기 식이 사용된다.
양자 수율 (QY) = 샘플로부터 방출된 광자 수 / 샘플의 흡수된 광자 수.
반도성 발광 나노입자를 포함하는 광학 매체, 예를 들어, 양자 크기 재료 함유 광학 필름으로부터의 아웃 커플링 효율을 향상시키기 위해, 필름 및/또는 인접 필름에 산란 입자를 혼입시키는 것과 같은 몇 가지 방법이 제안되며, 중공 실리카 입자를 혼입하고 적합한 형상 구조를 배치함으로써 필름의 굴절률을 감소시킨다 (Proceedings of SPIE, P.184, 5519-33, 2004 참조). 그 중에서도, 양자 재료 함유 필름 상에 구조화된 필름을 배치하는 것은 로컬 디밍 기술이 적용되어 높은 다이내믹 레인지를 달성하는 대형 TV 응용에 가장 적합하다. 산란 입자는 디밍 기술에 해로운데, 왜냐하면 산란된 광은 컬러 블러 (color blur) 를 유발하고 중공 실리카 입자의 제한된 부피로 인해 실용 수준에 충분하게 필름의 굴절률을 감소시키는 것이 어렵기 때문이다. 굴절률을 감소시키고 구조화된 필름을 배치하는 것의 조합이 또한 적용될 수 있다.
- 뱅크 조성물(제 2 조성물)
뱅크(150)가 제 2 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하거나, 또는 제 2 조성물의 경화된 층이고, 상기 제 2 조성물은 적어도 다음을 포함한다
(I) 알칼리 가용성 중합체,
(II) 중합 개시제, 및
(III) 적어도 2개 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물, 바람직하게 상기 조성물은 감광성 조성물이며, 바람직하게는 상기 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기는 2개 이상의 아크릴로일옥시 기, 메타크릴로일옥시 기 또는 이들의 조합이고, 바람직하게는 알칼리 가용성 중합체의 총량을 기준으로 상기 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물의 총량은 수지와의 상용성 관점에서 5 중량% 내지 1,000중량%, 보다 바람직하게는 10 중량% 내지 500중량%, 더욱 더 바람직하게 이는 15 중량% 내지 300중량%의 범위이고, 바람직하게는 상기 화학 화합물은 분자량이 2000 이하, 더 바람직하게는 2000 내지 50, 더욱 더 바람직하게는 1000 내지 100 범위인 단량체이다. 바람직하게 이는 반응성의 관점에서 알칼리 가용성 중합체보다 상대적으로 작다.
여기서, "(메트)아크릴로일옥시 기"는 아크릴로일옥시기 및 메타크릴로일옥시기에 대한 총칭이다. 이 화합물은 알칼리 가용성 중합체와 반응하여 가교된 구조를 형성할 수 있는 화합물이다. 여기서, 가교된 구조를 형성하기 위해서, 반응성 기인 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기를 2개 이상 함유하는 화합물이 필요하고, 고차 가교된 구조를 형성하기 위해서, 이는 3개 이상의 아크릴로일옥시 기 또는 메타크릴로일옥시 기를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, (메트)아크릴로일옥시 기 함유 화합물은 단독으로 또는 2개 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
바람직하게는 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 상기 화학 화합물은 적어도 3개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체이고, 보다 바람직하게 이는 3개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체, 4개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체, 5개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체, 6개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되는 폴리 아크릴레이트 단량체이며, 훨씬 더 바람직하게 이는 5개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체, 6개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체 또는 이들의 혼합물이고,
바람직하게는 상기 3개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판프로폭시 트리아크릴레이트, 글리세린프로폭시 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고;
바람직하게는 상기 4개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체는 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨에혹시 테트라아크릴레이트로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고;
바람직하게 상기 5개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트이고, 바람직하게는 상기 6개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체는 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트이고,
가장 바람직하게는 상기 화학 화합물은 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이다.
- 알칼리 가용성 중합체
본 발명에 따른 조성물은 알칼리 가용성 중합체를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 알칼리 가용성 중합체는 바람직하게는 아크릴로일 기를 포함한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 알칼리 가용성 중합체는 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 주골격에 실록산 결합을 포함하는 폴리실록산 및 (메타)아크릴레이트 중합체로부터 선택된다. 그 중에서도, 메타크릴레이트 중합체, 아크릴레이트 중합체 또는 이들의 조합을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 더욱 더 바람직하게 이는 아크릴레이트 중합체이다.
본 발명에서 사용되는 알칼리 가용성 중합체는 카르복실 기를 가질 수 있다. 카르복실 기를 가짐으로써, 저농도 현상제에서의 알칼리 가용성 중합체의 용해도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, "알칼리 가용성 중합체"라는 용어는 23.0 ± 0.1℃에서 2.38% TMAH 수용액에 용해될 수 있는 중합체를 의미한다.
- (메트)아크릴레이트 중합체
여기서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트에 대한 총칭이다.
본 발명에 따르면, 저농도 현상제를 사용하거나 및/또는 낮은 경화 온도를 적용하는 경우, 하나 이상의 (메트)아크릴레이트 중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 알칼리 가용성 중합체는 일반적으로 사용되는 메타크릴레이트 중합체, 아크릴레이트 중합체 또는 이들의 조합에서 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 이는 아크릴 중합체, 예를 들면 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리알킬 아크릴레이트, 폴리알킬 메타크릴레이트 등이다. 본 발명에서 사용되는 아크릴 중합체는 아크릴로일 기를 함유하는 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하고, 카르복실기를 함유하는 반복 단위 및/또는 알콕시실릴기를 함유하는 반복단위를 더 포함하는 것이 또한 바람직하다.
카르복실 기를 함유하는 반복 단위는 측쇄에 카르복실 기를 함유하는 반복 단위라면 특별히 한정되지 않지만, 불포화 카르복실산, 불포화 카르복실산 무수물 또는 이들의 혼합물에서 유도되는 반복 단위가 바람직하다.
알콕시실릴 기를 함유하는 반복 단위는 측쇄에 알콕시실릴기를 함유하는 반복 단위일 수 있지만, 이는 바람직하게는 하기 식(B)로 표시되는 단량체로부터 유도되는 반복 단위이다:
XB-(CH2)a-Si(ORB)b(CH3)3-b (B)
식중, XB 는 비닐기, 스티릴기 또는 (메트)아크릴로일옥시기이고, RB 는 메틸기 또는 에틸기이고, a 는 0 내지 3의 정수이고, b 는 1 내지 3의 정수이다.
또한, 상기 중합체는 히드록실 기 함유 불포화 단량체로부터 유도되는 히드록실 기 함유 반복 단위를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 알칼리 가용성 중합체의 질량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않고, 바람직하게 이는 1,000 내지 100,000, 보다 바람직하게는 1,200 내지 80,000, 더욱 더 바람직하게는 1,000 내지 40,000, 더욱이 바람직하게는 2,000 내지 30,000 의 범위이다. 여기서, 질량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피에 따른 폴리스티렌 환산의 질량 평균 분자량이다. 또한, 산기의 수에 관한 한, 바람직하게는 알칼리 가용성 중합체의 고체-산가는 저농도 알칼리 현상제에 의한 현상을 가능하게 하고 반응성과 저장 안정성 둘 다를 달성하는 관점에서 10 내지 500mg KOH/g 범위, 보다 바람직하게 이는 20 내지 300mg KOH/g, 더욱 더 바람직하게는 40 내지 190 mgKOH/g, 더욱이 바람직하게는 60 내지 150 mgKOH/g 의 범위이다. 예를 들어, 2-히드록시에틸 2-메틸-2-프로페노에이트, 2-이소시아네이토에틸 2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2- 프로페노에이트를 갖는 2-프로펜산, 2-메틸-, 중합체 (C6 H10 O3 . C6 H7 N O3 . C5 H8 O2 . C4 H6 O2)x (CAS Registry Number 1615232-03-05) 가 바람직하게 사용될 수 있다.
- 폴리실록산
알칼리 가용성 중합체는 실록산(Si-O-Si) 결합을 주골격으로 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 실록산 결합을 주골격으로 함유하는 중합체를 폴리실록산이라 한다. 폴리실록산의 골격 구조는, 규소 원자에 결합되는 산소 원자의 수에 따라, 실리콘 골격 (규소 원자에 결합되는 산소 원자의 수가 2이다), 실세스퀴옥산 골격 (규소 원자에 결합되는 산소 원자의 수가 3이다), 및 실리카 골격 (규소 원자에 결합되는 산소 원자의 수가 4이다) 으로 분류할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 이들 중 어느 것도 사용될 수 있다. 폴리실록산 분자는 복수의 이들 골격 구조의 조합을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에서 사용되는 폴리실록산은 실세스퀴옥산 골격을 함유한다.
폴리실록산은 일반적으로 실라놀기 또는 알콕시실릴기를 갖는다. 이러한 실라놀 기 및 알콕시실릴기는 실록산 골격을 형성하는 규소에 직접 결합된 히드록실기 및 알콕시기를 의미한다. 여기서, 실라놀기 및 알콕시실릴기는 조성물을 사용하여 경화된 필름을 형성할 때 경화 반응을 촉진시키는 작용에 더하여, 후술하는 규소 함유 화합물과의 반응에 기여하는 것으로 생각된다. 이런 이유로, 폴리실록산은 이들 기를 갖는 것이 바람직하다.　이러한 폴리실록산 및/또는 (메트)아크릴레이트 중합체에 대해서는, 공개적으로 입수 가능한 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 또는 WO2021/018972 A1에 개시된 바와 같은 폴리실록산 및/또는 (메트)아실레이트 중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 폴리실록산과 아크릴 중합체의 혼합물이 알칼리 가용성 중합체로 사용될 수 있다.
또한, 경화된 필름은 본 발명에 따른 조성물을 기판 상에 도포하고, 이미지와이즈 노광 (imagewise exposure) 및 현상함으로써 형성된다. 이때, 노광 영역과 미노광 영역 사이에 용해도 차이가 발생될 필요가 있으며, 미노광 영역의 코팅 필름은 현상제에 소정 이상의 용해도를 가져야 한다. 예를 들면, 2.38% 테트라메틸암모늄 히드록시드(이하, TMAH라고 하는 경우가 있음) 수용액에 예비 베이크 후의 코팅 필름의 용해율(이하 알칼리 용해율 또는 ADR (이에 대해서는 나중에 자세히 설명된다) 이라고 하는 경우가 있음)이 50 Å/sec 이상이면 노광 및 현상에 의해 패턴이 형성될 수 있는 것으로 고려된다. 그러나, 형성될 경화된 필름의 필름 두께 및 현상 조건에 따라 필요한 용해도가 다르기 때문에, 알칼리 가용성 중합체는 현상 조건에 따라 적절하게 선택되어야 한다. 이는 조성물에 함유된 광감제(photosensitizer) 또는 실란올 촉매의 유형 및 첨가량에 따라 다르지만, 예를 들어 필름 두께가 0.1 내지 100 ㎛ (1,000 내지 1,000,000 Å)인 경우, 2.38% TMAH 수용액에서 용해율은 50 내지 20,000 Å/sec, 그리고 더 바람직하게는 100 내지 10,000 Å/sec이다.
[알칼리 용해율(ADR)의 측정 및 그 계산 방법]
알칼리성 용액으로 TMAH 수용액을 사용하여, 알칼리 가용성 중합체의 알칼리 용해율을 측정하고 다음과 같이 계산한다.
알칼리 가용성 중합체를 35 질량%가 되도록 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(이하, PGMEA이라고 함)로 희석하고, 교반기로 실온에서 1시간 교반하면서 용해한다. 온도 23.0±0.5℃, 그리고 습도 50±5.0% 의 분위기하의 클린 룸에서, 피펫을 사용하여, 준비한 알칼리 가용성 중합체 용액 1cc를 두께 525㎛ 인 4인치 실리콘 웨이퍼 중앙 영역에 떨어뜨리고 스핀코팅하여 두께 2±0.1㎛의 필름을 만든 후, 100℃ 의 핫플레이트에서 90초간 가열하여 용매를 제거한다. 코팅 필름의 필름 두께는 분광 엘립소미터(J.A. Woollam 사제)로 측정한다.
다음으로, 이 필름을 갖는 실리콘 웨이퍼를 23.0±0.1℃로 조절된 미리 결정된 농도의 TMAH 수용액 100ml 가 담긴, 직경 6인치의 유리 페트리 디쉬에 부드럽게 침지시킨 후, 방치(allowed to stand)시키고 , 코팅 필름이 사라질 때까지의 시간을 측정한다. 용해율은 웨이퍼 가장자리에서 내부 10mm 영역의 필름이 사라질 때까지의 시간으로 나누어 결정된다.
용해율이 현저하게 느린 경우에, 웨이퍼를 TMAH 수용액에 소정 시간 침지시킨 후, 200℃의 핫플레이트에서 5분간 가열하여 용해율 측정 동안 필름에 취해진 수분을 제거한다. 그 후, 필름 두께를 측정하고, 침지 전후의 필름 두께 변화량을 침지 시간으로 나누어 용해율을 계산한다. 상기 측정 방법을 5회 실시하고, 얻어진 값의 평균을 알칼리 가용성 중합체의 용해율로 하였다.
- 중합 개시제
본 발명에 따른 조성물은 중합 개시제를 포함한다. 중합 개시제는 방사선에 의해 산, 염기 또는 라디칼을 발생시키는 중합 개시제, 및 열에 의해 산, 염기 또는 라디칼을 발생시키는 중합 개시제를 포함한다. 본 발명에서는, 전자가 바람직하고 광 라디칼 발생제가 공정 단축 및 비용 측면에서 보다 바람직한데, 왜냐하면 방사선 조사 직후에 반응이 개시되고 방사선 조사 후 및 현상 공정 전에 수행되는 재가열 공정이 생략될 수 있기 때문이다.
광 라디칼 발생제는 패턴 형상을 강화하거나 또는 현상의 콘트라스트를 증가시켜 해상도를 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 사용되는 광 라디칼 발생제는 방사선을 조사할 때 라디칼을 방출하는 광 라디칼 발생제이다. 여기서, 방사선의 예로는 가시광, 자외광, 적외광, X선, 전자 빔, α-선, 및 γ-선 등이 있다.
광 라디칼 발생제의 첨가량은 알칼리 가용성 중합체의 전체 질량을 기준으로 바람직하게는 0.001 내지 50 질량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 30 질량%이지만, 그의 최적의 양은 광 라디칼 발생제의 분해에 의해 발생되는 활성 물질의 유형 및 양, 필요한 감광성 및 노광 영역과 미노광 영역 사이에 필요한 용해 콘트라스트에 따라 달라진다. 첨가량이 0.001질량% 미만이면, 노광 영역과 미노광 영역 사이의 용해 콘트라스트가 너무 낮아, 첨가 효과가 나타나지 않는 경우가 있다. 한편, 광 라디칼 발생제의 첨가량이 50질량%를 초과하면, 형성되는 코팅된 필름에 크랙이 발생하고 광 라디칼 발생제의 분해에 기인한 착색이 현저해지는 경우가 있기 때문에, 코팅된 필름의 무색 투명도가 때때로 저하된다. 또한, 첨가량이 많아지면, 광 라디칼 발생제의 열분해에 의해 경화 생성물의 전기 절연성의 열화 및 가스의 방출이 발생하여, 후속 공정에서 문제가 되는 경우가 있다. 또한, 모노에탄올아민 등을 주성분으로 함유하는 포토레지스트 박리제에 대한 코팅된 필름의 내성이 저하되는 경우가 있다.
광 라디칼 발생제의 예는 아조계, 과산화물계, 아실포스핀 옥사이드계, 알킬페논계, 옥심 에스테르계, 및 티타노센계 개시제를 포함한다. 그 중에는, 알킬페논계, 아실포스핀 옥사이드계 및 옥심 에스테르계 개시제가 바람직하고, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시-시클로헥실페닐 케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸프로판-1-온, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)-페닐]-1-부타논, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐 포스핀 옥사이드, 비스 (2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐-포스핀 옥사이드, 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)-2-(O-벤조일옥심)], 에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심) 등이 포함된다.
- 계면 활성제
또한, 본 발명에 따른 조성물은, 임의적으로, 계면활성제를 포함할 수 있다. 바람직하게 이는 비이온성 계면활성제이며, 바람직하게 상기 비이온성 계면활성제는 탄화수소계 비이온성 계면활성제, 불소계 비이온성 계면활성제, 이를테면 Fluorad(상표명, 3M Japan Limited), Megafac (상표명, DIC Corporation), Surflon(상표명, AGC Inc.), 유기실리콘계 비이온성 계면활성제, 이를테면 KP341(상품명, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 또는 이들의 조합이고, 보다 바람직하게는, 상기 탄화수소계 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 이를테면 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르 및 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 다이에스테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 모노에스테르; 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 블록 중합체; 아세틸렌 알코올; 아세틸렌 글리콜 이를테면 3-메틸-1-부틴-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2,5-디-메틸-3-헥신-2,5-디올, 2,5-디-메틸-2,5-헥산디올; 아세틸렌 알코올의 폴리에톡실레이트; 아세틸렌 글리콜 유도체, 이를테면 아세틸렌 글리콜의 폴리에톡실레이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상의 멤버 중에서 선택되며; 바람직하게는 불소계 비이온성 계면활성제는 하나 이상의 불소 함유 계면활성제로부터 선택되고; 바람직하게는 상기 탄화수소계 비이온성 계면활성제는 유기실록산 계면활성제로부터 선택되고, 바람직하게는 계면활성제는 불소계 비이온성 계면활성제이다. 특히, Megafac RS 시리즈(상품명, DIC Corporation)는 개선된 소수성 뱅크 표면 실현 및/또는 개선된 발유 뱅크 표면 실현(특히 뱅크 제작 후 뱅크의 상단부의 발유 표면 실현)의 관점에서 본 발명에 가장 적합한 것이다.
바람직하게 계면활성제의 총량은 제 2 조성물(뱅크 조성물)의 총 고형분의 총량을 기준으로 0.001 내지 5중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 4중량%, 보다 더 바람직하게는 0.05 내지 3중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1중량% 의 범위이다.
계면활성제는 코팅성 향상, 현상성 향상, 뱅크 표면의 소수성 향상 실현, 및/또는 뱅크 표면의 발유성 향상 실현을 목적으로 첨가된다.
- 당류
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 제 2 조성물은 당류를 더 포함하고, 바람직하게는 계면활성제의 총량은 제 2 조성물의 총 고형분을 기준으로 0.001 내지 1중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 60중량%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 40중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30중량% 의 범위이다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 이러한 당류는 현상제에서 용해 촉진 효과를 갖는 것으로 밝혀졌다. 이는 당류가 친수성 및 소수성을 가지므로 조성물 내 용매에 용해되고 현상제에도 용해되어, 용해 증진 효과가 있는 것으로 생각된다. 이러한 효과는 본 발명에 따른 조성물의 현상이 저농도 현상액으로 수행될 때 특히 유리하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 당류는 단당류, 올리고당류, 다당류 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고, 보다 바람직하게 이는 올리고당류이고, 더욱 더 바람직하게 상기 당류는 단당류 2 내지 10분자를 탈수 및 축합하여 형성한 올리고당류이고, 또한 환형 올리고당류(예를 들어, 시클로덱스트린)를 포함하고, 더욱 바람직하게 이는 시클로덱스트린 또는 단당류 분자 2개를 축합하여 얻어지는 이당류이고, 더욱 바람직하게 이는 단당류 분자 2개를 축합하여 얻어지는 이당류이고, 더욱 바람직하게 당류는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드를 갖는 올리고당류이고, 보다 바람직하게 이는 2 내지 5 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드를 갖고, 더욱 바람직하게 이는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 갖고, 특히 바람직하게는 이는 수크로스-알킬렌옥사이드-라우르산 에스테르이다.
- 착색제
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 제 2 조성물은 착색제를 추가로 포함하며, 바람직하게는 상기 착색제의 총량은 제 2 조성물의 고형분의 총량을 기준으로 3 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%이다.
바람직하게는 상기 착색제는 유기 착색제 및/또는 무기 착색제이고, 보다 바람직하게 이는 유기 흑색 안료 및/또는 무기 흑색 안료로부터 선택되는 흑색 착색제이고, 바람직하게 상기 흑색 착색제는 [파장 365 nm에서의 광 투과율]/[파장 500 nm에서의 광 투과율]로 표시되는 광 투과율비가 1.2 이상이고, 보다 바람직하게는 비는 2.0 이상이고, 바람직하게는 상기 흑색 착색제는 [파장 365 nm에서의 광 투과율]/[파장 500 nm에서의 광 투과율]로 표시되는 광 투과율비가 5.0 이하이고, 더욱 더 바람직하게는 이는 1.2 내지 5.0 의 범위이고, 또한 보다 바람직하게는 이는 2.0 내지 4.0이며, 단, 다음 단계: 필름 두께가 10 ㎛ 인 필름을 형성하는 수지의 총량을 기준으로 10 질량%의 흑색 착색제가 분산된 조성물을, 상기 조성물을 유리 기판에 도포함으로써, 도포하는 단계, 및, 100℃에서 경화시키는 단계에 의해 획득된 필름을 측정하여 투과율이 얻어지고, 다음으로 획득된 필름은 UV-vis-NIR (Hitachi High-Technologies Corporation) 을 사용하여 측정되고, 바람직하게는 상기 무기 흑색 안료는 질화지르코늄이고, 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 둘 이상의 유기 색상 안료의 혼합물이고, 보다 바람직하게는 이는 혼합에 의해 흑색 색상을 나타내도록 구성된 적색, 녹색 청색 유기 색상 안료의 혼합물이고, 더욱 더 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 아조 유형, 프탈로시아닌 유형, 퀴나크리돈 유형, 벤즈이미다졸론 유형, 이소인돌리논 유형, 디옥사진 유형, 인단트렌 유형 및 페릴렌 유형 유기 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 혼합물이고, 특히 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 C. I. Pigment Orange 43, C. I. Pigment Orange 64 및 C. I. Pigment Orange 72 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나와 C. I. Pigment Blue 60, C. I. Pigment Green 7、C. I. Pigment Green 36 및 C. I. Pigment Green 58 의 혼합물이다.
본 발명에 사용되는 착색제(바람직하게는 흑색 착색제)로서는, 무기 안료, 유기 안료 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 안료의 조합이 요구되는 흡광도를 만족하는 한 사용될 수 있다.
뱅크에 유기 유형 흑색 착색제를 사용하는 경우, 둘 이상의 유기 안료를 조합하여 흑색 착색제를 얻는 것이 바람직하다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 유기 안료의 각각의 색상을 혼합함으로써, 흑색 색상 착색제를 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 착색제는 분산제와 조합하여 사용될 수 있다. 분산제로서는, 예를 들면 JP-A 2004-292672 에 기재된 중합체 분산제 등의 유기 화합물계 분산제를 사용할 수 있다.
- 용매
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 제 2 조성물은 용매를 더 포함한다.
용매의 유형은 특별히 한정되지 않고, 상기 알칼리 가용성 중합체, 중합 개시제 및 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물을 균일하게 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이면, 공개적으로 입수 가능한 용매를 사용할 수 있다.
바람직하게 상기 용매는, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르 및 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 등의 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르; 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르 및 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르 등의 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르; 메틸 셀로솔브 아세테이트 및 에틸 셀로솔브 아세테이트등의 에틸렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 등의 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르; PGMEA, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트; 벤젠, 톨루엔 및 자일렌등의 방향족 탄화수소; 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 아밀 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 및 시클로헥사논등의 케톤; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌 글리콜 및 글리세린등의 알코올; 에틸 락테이트, 에틸 3－에톡시프로피오네이트, 메틸 3－메톡시프로피오네이트등의 에스테르; 및 γ－부티로락톤 등의 환형 에스테르로 이루어지는 군의 멤버 중 하나 이상으로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 상기 용매는 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 또는 에스테르, 및 γ-부티로락톤과 같은 환형 에스테르의 조합이고, 바람직하게는 조성물의 총량을 기준으로 상기 용매의 총량은 1중량% 내지 99중량%, 바람직하게는 5중량% 내지 90중량%, 보다 더 바람직하게는 10중량% 내지 80중량%, 더욱 바람직하게는 20중량% 내지 70중량%의 범위이다.
- 다른 첨가제
본 발명에 따른 조성물은 임의적으로 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는, 현상제 용해 촉진제, 스컴 제거제, 접착 향상제, 중합 억제제, 소포제, 계면활성제, 감광성 향상제, 가교제, 경화제를 첨가할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 바람직하게는 제 2 조성물은 현상제 용해 촉진제, 스컴 제거제, 접착 향상제, 중합 억제제, 소포제, 계면활성제, 감광성 향상제, 가교제 및/또는 경화제로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함한다.
현상제 용해 촉진제 또는 스컴 제거제는 현상제에서 형성된 코팅된 필름의 용해도를 조정하고 현상 후 기판 상에 스컴이 잔류하는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 그러한 첨가제로서는, 크라운 에테르가 사용될 수 있다. 가장 간단한 구조를 갖는 크라운 에테르는 일반식 (-CH2-CH2-O-)n 으로 표시된다. 본 발명에서는 n 이 4 내지 7 인 것이 바람직하다. x를 고리를 구성하는 원자의 총수로 정하고 y를 그 안에 포함된 산소 원자의 수로 정할 때, 크라운 에테르는 때때로 x-크라운-y-에테르라고도 불린다. 본 발명에 있어서, x = 12, 15, 18 또는 21이고, y = x/3인 크라운 에테르 및 이들의 벤조 축합물 및 시클로헥실 축합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 크라운 에테르의 구체적인 예는 21-크라운-7-에테르, 18-크라운-6-에테르, 15-크라운-5-에테르, 12-크라운-4-에테르, 디벤조-21-크라운-7-에테르, 디벤조-18-크라운-6-에테르, 디벤조-15-크라운-5-에테르, 디벤조-12-크라운-4-에테르, 디시클로헥실-21-크라운-7-에테르, 디시클로헥실-18-크라운-6-에테르, 디시클로-헥실-15-크라운-5-에테르 및 디시클로헥실-12-크라운-4-에테르를 포함한다. 본 발명에서는, 그 중에서도, 18-크라운-6-에테르 및 15-크라운-5-에테르 중에서 선택되는 것이 가장 바람직하다. 그의 함량은 알칼리 가용성 중합체의 총 질량 기준으로 바람직하게는 0.05 내지 15 질량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 질량%이다
접착 향상제는, 본 발명에 따른 조성물을 사용하여 경화된 필름을 형성시켰을 때에, 베이킹 후에 가해지는 응력으로 인해 패턴이 박리되는 것을 방지하는 효과를 갖는다. 접착 향상제로서는, 이미다졸, 실란 커플링제 등이 바람직하다. 이미다졸 중에서, 2－히드록시벤즈이미다졸, 2－히드록시에틸벤즈이미다졸, 벤즈이미다졸, 2－히드록시이미다졸, 이미다졸, 2－메르캅토이미다졸, 및 2－아미노이미다졸이 바람직하고, 2－히드록시벤즈이미다졸, 벤즈이미다졸, 2－히드록시이미다졸 및 이미다졸이 특히 바람직하게 사용된다.
실란 커플링제로서는, 공지된 것들이 적합하게 사용되며, 그의 예는 에폭시 실란 커플링제, 아미노 실란 커플링제, 메르캅토 실란 커플링제 등을 포함한다. 구체적으로, 3-글리시 독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필-트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리- 메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리- 에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노-프로필트리에톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리- 메톡시실란, 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란 등이 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있으며, 그의 첨가량은 알칼리 가용성 중합체의 총 질량을 기준으로 바람직하게는 0.05 내지 15질량%이다.
또한, 실란 커플링제로는, 산기를 갖는 실록산 화합물 및 실란 화합물 등을 사용할 수 있다. 산기의 예는 카르복실기, 산 무수물 기, 페놀성 히드록실 기 등을 포함한다. 그것이 카르복실기, 또는 페놀성 히드록실기 등의 1염기 산기를 함유할 때, 단일 규소 함유 화합물이 복수의 산기를 갖는 것이 바람직하다.
이러한 실란 커플링제의 예시적인 실시형태는 식 (C) 로 표시되는 화합물:
XnSi(ORC3)4-n (C)
또는 이를 반복 단위로 사용하여 얻어지는 중합체를 포함한다. 이때, 상이한 X 또는 RC3 를 갖는 복수의 반복 단위를 조합하여 사용할 수 있다.
상기 식에서, R C3 은 탄화수소기, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 및 n-부틸기 등의 알킬기를 포함한다. 일반식 (C) 에서, 복수의 R C3 이 포함되지만, 각각의 R C3 은 동일하거나 상이할 수 있다.
X 로서는, 포스포늄, 붕산염, 카르복실, 페놀, 과산화물, 니트로, 시아노, 술포, 알코올 기 등의 산기를 갖는 것들이 포함되고, 이들 산기가 아세틸, 아릴, 아밀, 벤질, 메톡시메틸, 메실, 톨릴, 트리메톡시실릴, 트리에톡시실릴, 트리이소프로필실릴 또는 트리틸 기에 의해 보호되는 것들, 및 산 무수물 기가 포함된다.
그 중에서도, R C3 로서 메틸 기 그리고 X 로서 카르복실 산 무수물 기를 갖는 화합물, 이를테면 산 무수물 기 함유 실리콘(silicone) 이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 하기 식에 의해 표현되는 화합물 (X-12-967C(상품명, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)) 또는 그에 대응하는 구조를 실리콘(silicone)과 같은 규소 함유 중합체의 말단 또는 측쇄에 함유하는 중합체가 바람직하다.
Figure pct00016
또한, 티올, 포스포늄, 붕산염, 카르복실, 페놀, 과산화물, 니트로, 시아노 및 술포기 등의 산기가 디메틸 실리콘 말단에 제공되는 화합물도 바람직하다. 이러한 화합물로서는, 하기 식에 의해 표현되는 화합물((X-22-2290AS 및 X-22-1821(모든 경우에 상품명, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.))으로 표시되는 화합물이 포함된다.
Figure pct00017
실란 커플링제가 실리콘 구조를 갖는 경우, 분자량이 너무 크면 조성물에 함유된 폴리실록산과의 상용성이 나빠져, 현상제에서 용해도가 향상되지 않으며, 반응성 기가 필름에 잔류하고, 후속 프로세스에 견딜 수 있는 내화학성이 유지될 수 없는 것과 같은 악영향을 미칠 가능성이 있다. 이 때문에, 실란 커플링제의 질량 평균 분자량은 5,000 이하가 바람직하고, 4,000 이하가 보다 바람직하다. 실란 커플링제의 함량은 알칼리 가용성 중합체의 총 질량 기준으로 바람직하게는 0.01 내지 15 질량 %이다.
중합 억제제로는, 자외선 흡수제 그리고 니트론, 니트록사이드 라디칼, 히드로퀴논, 카테콜, 페노티아진, 페녹사진, 장애 아민 (hindered amine) 및 이들의 유도체를 첨가할 수 있다. 그 중에서, 메틸히드로퀴논, 카테콜, 4-t-부틸카테콜, 3-메톡시카테콜, 페노티아진, 클로르프로마진, 페녹사진, 장애 아민으로서 TINUVIN 144, 292 및 5100 (BASF), 및 자외선 흡수제로서 TINUVIN 326, 328, 384-2, 400 및 477 (BASF) 가 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있으며, 그의 함량은 알칼리 가용성 중합체의 총 질량을 기준으로 바람직하게는 0.01 내지 20질량%이다.
소포제로는, 알코올 (C1-18), 올레산 및 스테아르산 등의 고급 지방산, 글리세린 모노라우레이트 등의 고급 지방산 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) (Mn: 200 내지 10,000), 및 폴리프로필렌 글리콜 (PPG) (Mn: 200 내지 10,000) 등의 폴리에테르, 디메틸 실리콘 오일, 알킬 변성 실리콘 오일 및 플루오로실리콘 오일등의 실리콘 화합물, 및 아래에 상세히 설명되는 유기실록산계 계면 활성제가 포함된다. 이들은 단독으로 또는 이들 중 복수개를 조합하여 사용할 수 있으며, 그의 함량은 알칼리 가용성 중합체의 총 질량을 기준으로 바람직하게는 0.1 내지 3질량%이다.
-감광성 향상제
본 발명에 따른 뱅크 조성물에는 감광성 향상제가 임의적으로 첨가될 수 있다. 본 발명에 따른 조성물에 바람직하게 사용되는 감광성 향상제는 쿠마린, 케토쿠마린 및 이들의 유도체, 티오피릴륨염, 아세토페논 등, 그리고 구체적으로는, p-비스(o-메틸스티릴)벤젠, 7-디메틸아미노-4- 메틸퀴놀론-2,7-아미노-4-메틸쿠마린, 4,6-디-메틸-7-에틸아미노쿠마린, 2-(p-디메틸아미노-스티릴)-피리딜메틸-요오다이드, 7-디에틸아미노쿠마린, 7-디에틸아미노-4-메틸- 쿠마린, 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-8-메틸- 퀴놀리지노-<9,9a,1-gh> 쿠마린, 7-디에틸아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린, 7-디메틸-아미노-4-트리플루오로-메틸쿠마린, 7-아미노-4-트리플루오로-메틸쿠마린, 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로퀴놀리지노- <9,9a,1-gh> 쿠마린, 7-에틸아미노-6-메틸-4-트리플루오로메틸쿠마린, 7-에틸아미노-4-트리플루오로-메틸쿠마린, 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-9-카르보-에톡시퀴놀리지노-<9,9a,1-gh> 쿠마린, 3-(2'-N-메틸벤즈이미다졸릴 )-7-N,N-디에틸아미노쿠마린, N-메틸-4-트리플루오로-메틸피페리디노-<3,2-g> 쿠마린, 2-(p-디메틸아미노스티릴)-벤조티아졸릴에틸 요오다이드, 3-(2'-벤즈이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린, 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린 및 증감 염료 이를테면 하기 화학식으로 표현되는 피릴륨염 및 티오피릴륨염을 포함한다. 증감 염료(sensitizing dye)를 첨가함으로써, 고압 수은 램프(360 내지 430nm) 등의 저렴한 광원을 사용한 패터닝이 가능해진다. 그의 함량은 알칼리 가용성 중합체의 총 질량 기준으로 바람직하게는 0.05 내지 15 질량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 질량%이다
Figure pct00018
또한, 감광성 향상제로서, 안트라센 골격 함유 화합물도 사용할 수 있다. 구체적으로는, 하기 식으로 표현되는 화합물이 포함된다.
Figure pct00019
식 중, R31 은 각각 독립적으로 알킬기, 아르알킬기, 알릴기, 히드록시알킬기, 알콕시알킬기, 글리시딜기 및 할로겐화 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 나타내고,
R32 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 니트로기, 술폰산기, 히드록실 기, 아미노기 및 카르보알콕시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 나타내고, k 는 각각 독립적으로 0 및 1 내지 4의 정수 중에서 선택된다.
그러한 안트라센 골격을 갖는 감광성 향상제를 사용하는 경우, 그의 함유량은 알칼리 가용성 중합체의 총 질량을 기준으로 0.01 내지 5질량%가 바람직하다.
- 광학 디바이스
다른 양태에서, 본 발명은 또한 적어도 하나의 색상 변환 디바이스(100) 및 광을 변조하도록 구성되거나 또는 광을 방출하도록 구성된 기능성 매체(320, 420, 520)를 포함하는 광학 디바이스(300, 400, 500)에 관한 것이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 광학 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스(LCD), 유기 발광 다이오드 (OLED), 광학 디스플레이용 백라이트 유닛, 발광 다이오드 디바이스 (LED), 마이크로 전기 기계 시스템 (이하 "MEMS"라 함), 전기 습윤 디스플레이, 또는 전기 영동 디스플레이, 조명 디바이스, 및/또는 태양 전지일 수 있다.
도 4 내지 6 은 본 발명의 광학 디바이스의 일부 실시형태를 도시한다.
용어 "방출 (emission)" 은 원자 및 분자에서의 전자 천이에 의한 전자기파의 방출을 의미한다.
- 방법
다른 양태에서, 본 발명은 또한 다음을 포함하거나, 다음으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어지는 본 발명의 조성물의 제작 방법에 관한 것이다:
a) 조성물을 얻기 위해 적어도 i) 하기 화학식 (I) 로 표현되는 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 단량체 및 ii) 다른 재료를 혼합하는 단계;
Figure pct00020
식중
X1 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기이다;
R1 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
R2 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
바람직하게는 기호 X1 은
Figure pct00021
이고,
식중
n 은 0 또는 1 이다;
바람직하게는 기호 X2 는
Figure pct00022
이고,
식중
m 은 0 또는 1 이다;
R3 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이며, 바람직하게는 R3 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고, 이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
R4 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이며, 바람직하게는 R4 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고, 이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
바람직하게 상기 다른 재료는 하기 화학식 (II) 로 표시되는 (메트)아크릴레이트 단량체이다;
Figure pct00023
X3 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기이다;
바람직하게는 기호 X3 은
Figure pct00024
이고,
식중
l 는 0 또는 1이다;
R5 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
R6 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이며, 바람직하게는 R6 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고, 이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
R7 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이며, 바람직하게는 R7 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고, 이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
바람직하게, 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 대 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 혼합 비는 1:99 내지 99:1(화학식 (I) : 화학식 (II)), 바람직하게는 5:95 내지 50:50, 더욱 바람직하게는 10:90 내지 40:60, 더욱 더 바람직하게 이는 15:85 내지 35:65 의 범위이며, 바람직하게는 적어도 화학식 (I), (II) 로 표시되는 정제된 (메트)아크릴레이트 단량체가 조성물에 사용되며, 보다 바람직하게는 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 및 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체는 양자 모두 정제 방법에 의해 획득되거나 획득가능하다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 방법은 (메트)아크릴레이트 단량체의 정제 단계를 포함한다. 보다 바람직하게는, 상기 정제 단계는 단계 a) 전에 수행된다.
(메트)아크릴레이트 단량체, 다른 재료, 중합체 및 산란 입자에 대한 보다 자세한 내용은 "(메트)아크릴레이트 단량체", "다른 재료", "중합체" 및 "산란 입자" 섹션에 설명되어 있다.
"추가 재료" 섹션에 설명된 추가 첨가제를 혼합할 수 있다.
본 발명에 따르면, 노즐에서 막힘을 일으킴이 없이 개선된 균일성으로 및/또는 반도성 발광 나노입자의 우수한 분산도로 및/또는 산란 입자의 우수한 분산도로 대면적 잉크젯 인쇄를 실현하기 위해 어떠한 용매도 첨가하지 않는 것이 바람직하다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함하는 적어도 제 1 픽셀(161) 및 적어도 중합체 재료를 포함하는 뱅크(150)를 포함하는 색상 변환 디바이스(100)를 제작하는 방법으로서,
적어도 하기 단계들
Xi) 지지 매체의 표면 상에 제 2 조성물을 제공하는 단계
Xii) 제 2 조성물을 경화시키는 단계,
Xiii) 경화된 상기 조성물에 포토 패터닝을 적용하여 뱅크 및 패터닝된 픽셀 영역을 제작하는 단계,
Xiv) 적어도 하나의 픽셀 영역에, 바람직하게는 잉크-젯팅에 의해, 제 1 조성물을 제공하는 단계,
Xv) 제 1 조성물을 경화시키는 단계, 바람직하게는 상기 색상 변환 디바이스(100)는 지지 매체(170)를 더 포함한다,
Y) 임의적으로 UV 광 조사로 (메트)아크릴레이트 단량체(들)의 광경화를 적용하는 단계
를, 바람직하게 이 순서로 포함하는, 색상 변환 디바이스(100)를 제작하는 방법에 관한 것이다.
- 뱅크 제작 프로세스
(1) 도포 공정
먼저, 상기 조성물을 기판 상에 도포한다. 본 발명에 있어서의 조성물의 코팅 필름의 형성은 감광성 조성물을 도포하는 방법으로서 종래 알려진 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로는, 침지 도포, 롤 코팅, 바 코팅, 브러시 코팅, 스프레이 코팅, 닥터 코팅, 플로우 코팅, 스핀 코팅, 슬릿 코팅 등으로부터 자유롭게 선택할 수 있다. 또한, 조성물을 도포하는 기판으로서는, 규소 기판, 유리 기판, 수지 필름 등과 같은 적당한 기판을 사용할 수 있다. 이들의 기판에는, 필요에 따라 각종의 반도체 디바이스 등이 형성될 수 있다. 기판이 필름인 경우, 그라비어 코팅을 또한 활용할 수 있다. 원하는 경우, 필름 도포 후 건조 공정이 추가로 제공될 수 있다. 또한, 필요한 경우, 도포 단계를 1 회 또는 2 회 이상 반복하여 코팅 필름의 필름 두께를 원하는 대로 형성되게 할 수 있다.
(2) 예비 베이킹 공정
조성물을 도포하여 조성물의 코팅 필름을 형성한 후, 그 코팅 필름을 건조시켜 코팅 필름 내 용매의 잔류량을 감소시키기 위해, 그 코팅 필름의 예비 베이킹 (가열 처리) 을 수행하는 것이 바람직하다. 예비 베이킹 공정은, 일반적으로 50 내지 150℃, 바람직하게는 90 내지 120℃ 의 온도로, 핫 플레이트의 경우에는 10 내지 300초간, 바람직하게는 30 내지 120초간, 그리고 클린 오븐의 경우에는, 1 내지 30분간 실시할 수 있다.
(3) 노광 공정
코팅 필름을 형성한 후, 다음으로 코팅 필름 표면에 광을 조사한다. 광 조사에 사용하는 광원으로서는, 종래 패턴 형성 방법에 사용되는 임의의 것을 사용할 수 있다. 이러한 광원으로는, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 메탈 할라이드 및 크세논 등의 램프, 레이저 다이오드, LED 등이 포함될 수 있다. 조사 광으로는, g-선, h-선, 및 i-선 등의 자외선을 일반적으로 사용한다. 반도체 등의 초미세 프로세싱을 제외하고는, 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 패터닝에 360 내지 430 nm의 광 (고압 수은 램프) 을 사용하는 것이 일반적이다. 조사 광의 에너지는, 광원 및 코팅 필름의 필름 두께에 따라 다르지만, 일반적으로 5 내지 2,000 mJ/cm2, 바람직하게 10 내지 1,000 mJ/cm2 이다. 조사 광 에너지가 5 mJ/cm2 미만이면, 일부 경우에 충분한 분해능을 얻을 수 없다. 한편, 조사 광 에너지가 2,000 mJ/cm2 보다 크면, 노광이 과도해져 할레이션(halation)의 발생이 초래되는 경우가 있다.
패턴 형상으로 광을 조사하기 위해, 일반 포토마스크를 사용할 수 있다. 그러한 포토마스크는 잘 알려진 것들 중에서 자유롭게 선택될 수 있다. 조사 시의 환경은 특별히 제한되지 않고, 일반적으로, 주위 분위기(공기 중) 또는 질소 분위기로서 설정될 수 있다. 또한, 기판의 전체 표면에 필름을 형성하는 경우, 기판의 전체 표면에 대해 광 조사를 수행할 수 있다. 본 발명에서, 패턴 필름은 또한, 기판의 전체 표면 상에 필름이 형성되는 그러한 경우를 포함한다.
(4) 포스트 노광 베이킹 공정
노광 후, 중합 개시제에 의해 필름 중의 중합체 간의 반응을 증진시키기 위해, 필요에 따라 포스트 노광 베이킹을 수행할 수 있다. 후술하는 가열 공정 (6) 과 달리, 이 가열 처리는 코팅 필름을 완전히 경화시키는 것이 아니라 현상 후 기판 상에 원하는 패턴만 남기고 다른 영역은 현상에 의해 제거될 수 있도록 하기 위해 수행된다. 따라서, 그것은 본 발명에서는 필수적이지 않다.
포스트 노광 베이킹을 수행하는 경우에, 핫 플레이트, 오븐, 퍼니스 등을 사용할 수 있다. 가열 온도는 광 조사에 의해 생성된 노광 영역 내의 산, 염기 또는 라디칼이 미노광 영역으로 확산되는 것이 바람직하지 않으므로 지나치게 높지 않아야 한다. 이러한 관점에서, 노광 후의 가열 온도의 범위는 바람직하게는 40 내지 150℃, 그리고 보다 바람직하게는 60 내지 120℃이다. 필요에 따라 단계적 가열을 적용하여 조성물의 경화 속도를 제어할 수 있다. 또한, 가열하는 동안의 분위기는 특별히 제한되지 않으며, 조성물의 경화 속도를 제어하는 목적을 위해 질소와 같은 불활성 기체 중, 진공 하, 감압 하, 산소 가스 중 등에서 선택될 수 있다. 또한, 가열 시간은 웨이퍼 표면의 온도 이력의 균일성을 보다 높게 유지하기 위해 소정 수준보다 높은 것이 바람직하고, 생성된 산, 염기 또는 라디칼의 확산을 억제하기 위해 과도하게 길지 않은 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 가열 시간은 20초 내지 500초가 바람직하고, 40초 내지 300초가 보다 바람직하다.
(5) 현상 공정
포스트-노광 가열이 노광 후 임의적으로 수행된 후에, 코팅된 필름을 현상한다. 현상시에 사용되는 현상액으로서는, 감광성 조성물의 현상에 종래에 사용되는 임의의 현상제를 사용할 수 있다. 현상제의 바람직한 예는 테트라알킬암모늄 히드록시드, 콜린, 알칼리 금속 히드록시드, 알칼리 금속 메타실리케이트(수화물), 알칼리 금속 포스페이트(수화물), 탄산나트륨 수용액, 암모니아, 알킬아민, 알칸올아민 및 복소환 아민과 같은 알칼리성 화합물의 수용액인 알칼리 현상제를 포함하고, 특히 바람직한 알칼리 현상제는 테트라메틸암모늄 히드록시드 수용액, 수산화칼륨 수용액, 수산화나트륨 수용액 또는 탄산나트륨 수용액이다. 이 알칼리 현상제에는, 필요한 경우, 메탄올 및 에탄올 등의 수용성 유기 용제 또는 계면활성제가 더 함유될 수 있다. 본 발명에서, 현상제로서 통상 사용되는 2.38 질량% TMAH 현상제보다 낮은 농도의 현상제를 사용하여 현상을 수행할 수 있다. 그러한 현상제의 예는 0.05 내지 1.5질량% TMAH 수용액, 0.1 내지 2.5질량% 탄산나트륨 수용액, 및 0.01 내지 1.5질량% 수산화칼륨 수용액을 포함한다. 현상 시간은 통상 10 내지 300초, 바람직하게는 30 내지 180초이다. 현상 방법은 또한 종래 알려진 방법 중에서 자유롭게 선택될 수 있다. 구체적으로, 현상제에 침지(dip), 패들(paddle), 샤워(shower), 슬릿(slit), 캡 코트(cap coat), 스프레이(spray) 등의 방법이 포함될 수 있다. 패턴을 얻을 수 있는 현상제로 현상한 후, 물로 린싱을 수행하는 것이 바람직하다.
(6) 가열 공정
현상 후, 얻어진 패턴 필름을 가열에 의해 경화시킨다. 가열 공정에 사용되는 가열 장치로서는, 전술한 포스트-노광 가열에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 이 가열 공정에 있어서의 가열 온도는, 코팅 필름의 경화가 수행될 수 있는 온도이면 특별히 제한되지 않고, 그것은 자유롭게 결정될 수 있다. 그러나, 폴리실록산의 실란올 기가 잔존하면, 경화된 필름의 내화학성이 불충분해지거나 또는 경화된 필름의 유전 상수 (dielectric constant) 가 더 높아질 수 있다. 이러한 관점에서, 가열 온도로서 일반적으로 비교적 높은 온도를 선택한다. 그러나, 본 발명에 따른 조성물은 비교적 낮은 온도에서 경화될 수 있다. 구체적으로는 350 ℃ 이하 에서 가열하여 경화시키는 것이 바람직하고, 경화 후의 높은 잔류 필름을 유지하기 위해서, 경화 온도는 300℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 250℃ 이하인 것이 특히 바람직하다. 한편, 경화 반응을 가속시키고 충분히 경화된 필름을 얻기 위해서, 경화 온도는 바람직하게 70 ℃ 이상, 보다 바람직하게 100 ℃ 이상이다. 본 발명에 따르면, 약 100℃ 와 같은 낮은 경화 온도가 더 바람직하다. 또, 가열 시간은 특별히 제한되지 않고, 일반적으로 10분 내지 24시간, 그리고 바람직하게는 30분 내지 3시간이다. 또한, 이 가열 시간은, 패턴 필름의 온도가 원하는 가열 온도에 도달하는 때로부터의 시간이다. 통상, 가열전의 온도로부터 패턴 필름이 원하는 온도에 도달하기까지는 약 몇분 내지 몇시간이 걸린다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 본 발명의 방법으로부터 획득가능하거나 또는 획득된 색상 변환 디바이스(100)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 광을 변조하거나 또는 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 기능성 매체(320, 420, 520)를 함유하는 광학 디바이스(300)에서의 본 발명의 색상 변환 디바이스(100)의 용도에 관한 것이다.
바람직한 실시형태
1. 색상 변환 디바이스(100)로서, 발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함하는 적어도 제 1 픽셀(161), 및 적어도 중합체 재료를 포함하는 뱅크(150)를 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어지며, 바람직하게 색상 변환 디바이스(100)는 지지 매체(170)를 더 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
2. 실시형태 1에 있어서, 매트릭스 재료(120)는 (메트)아크릴레이트 중합체를 함유하고, 바람직하게는 그것은 메타크릴레이트 중합체, 아크릴레이트 중합체 또는 이들의 조합이고, 더 바람직하게 그것은 아크릴레이트 중합체이고, 더욱 더 바람직하게는 상기 매트릭스 재료(120)는 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 추가로 더 바람직하게 상기 매트릭스 재료(120)는 적어도 하나의 디-아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 특히 바람직하게는 상기 매트릭스 재료(120)는 적어도 하나의 디-아크릴레이트 단량체 및 모노-아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 바람직하게는 상기 조성물은 감광성 조성물인, 색상 변환 디바이스(100).
3. 실시형태 1 또는 2에 있어서, 상기 제 1 픽셀(161)은 적어도 하나의 발광 모이어티(110)와 함께 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물을 경화시켜 획득되거나 또는 획득가능한 고체 층이고, 바람직하게 상기 경화는 광 조사에 의한 광 경화, 열 경화, 또는 광 경화와 열 경화의 조합인, 색상 변환 디바이스(100).
4. 실시 형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체 재료는 열경화성 수지이고, 바람직하게 그것은 감광성 수지이고, 보다 바람직하게 그것은 알칼리 가용성 중합체를 함유하는 열경화성 및 감광성 수지이고, 바람직하게는 상기 알칼리 가용성 중합체의 중량 평균 분자량은 1,000 내지 100,000 의 범위이며, 더 바람직하게 그것은 1,200 내지 80,000이고, 바람직하게는 알칼리 가용성 중합체의 고체-산가는 10 내지 500mg KOH/g 범위이고, 더 바람직하게 그것은 20 내지 300mg KOH/g 이고, 바람직하게는 상기 알칼리 가용성 중합체는 (메트)아크릴레이트 중합체, 실록산 (메트)아크릴레이트 중합체로부터 선택되며, 보다 바람직하게 그것은 메타크릴레이트 중합체, 아크릴레이트 중합체 또는 이들의 조합이고, 훨씬 더 바람직하게는 중합체 재료는 아크릴레이트 중합체이고, 더 더욱 바람직하게 상기 뱅크(150)는 적어도 하나의 알칼리 가용성 중합체 및 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물을 함유하는 제 2 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 특히 바람직하게 상기 뱅크(150)는 적어도 하나의 알칼리 가용성 중합체 및 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물 및 계면활성제를 함유하는 제 2 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하고, 바람직하게 상기 조성물은 감광성 조성물이고, 바람직하게 상기 뱅크는 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능한 경화된 층이고, 보다 바람직하게 상기 뱅크는 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능한 포토리소그래피에 의해 패터닝된 경화된 층인, 색상 변환 디바이스(100).
5. 실시 형태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 뱅크(150)는 계면활성제를 추가로 포함하고, 바람직하게는 뱅크의 표면의 적어도 일부는 상기 계면활성제에 의해 피복되며, 보다 바람직하게 뱅크의 표면은 소수성이고, 더욱 더 바람직하게는 뱅크의 상단부의 표면은 발유성이고, 바람직하게는 계면활성제의 총량은 뱅크의 총량을 기준으로 0.001 내지 5중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 4중량%, 보다 더 바람직하게는 0.05 내지 3중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1중량% 의 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
6. 실시 형태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 뱅크(150)는 비이온성 계면활성제를 함유하고, 바람직하게는 상기 비이온성 계면활성제는 탄화수소계 비이온성 계면활성제, 불소계 비이온성 계면활성제, 유기실리콘계 비이온성 계면활성제 또는 이들의 조합이고, 보다 바람직하게는, 상기 탄화수소계 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 이를테면 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르 및 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 다이에스테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 모노에스테르; 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 블록 중합체; 아세틸렌 알코올; 아세틸렌 글리콜 이를테면 3-메틸-1-부틴-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2,5-디-메틸-3-헥신-2,5-디올, 2,5-디-메틸-2,5-헥산디올; 아세틸렌 알코올의 폴리에톡실레이트; 아세틸렌 글리콜 유도체, 이를테면 아세틸렌 글리콜의 폴리에톡실레이트로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버 중에서 선택되며; 바람직하게는 불소계 비이온성 계면활성제는 하나 이상의 불소 함유 계면활성제로부터 선택되고; 바람직하게 상기 탄화수소계 비이온성 계면활성제는 유기실록산 계면활성제로부터 선택되고, 바람직하게는 계면활성제는 불소계 비이온성 계면활성제인, 색상 변환 디바이스(100).
7. 실시 형태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 뱅크(150)는 당류를 추가로 함유하고, 바람직하게 상기 당류는 단당류, 올리고당류, 다당류 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고, 보다 바람직하게 이는 올리고당류이고, 더욱 더 바람직하게 상기 당류는 단당류 2 내지 10분자를 탈수 및 축합하여 형성한 올리고당류이고, 또한 환형 올리고당류(예를 들어, 시클로덱스트린)를 포함하고, 더욱 바람직하게 그는 시클로덱스트린 또는 단당류 분자 2개를 축합하여 얻어지는 이당류이고, 더욱 바람직하게 그는 단당류 분자 2개를 축합하여 얻어지는 이당류이고, 더욱 바람직하게 당류는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드를 갖는 올리고당류이고, 보다 바람직하게 그는 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드를 갖고, 더욱 바람직하게 그는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 갖고, 특히 바람직하게는 그는 수크로스-알킬렌옥사이드-라우르산 에스테르이고, 바람직하게는 계면활성제의 총량은 중합체 재료는 총 고형분을 기준으로 0.001 내지 1중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 60중량%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 40중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30중량% 의 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
8. 실시 형태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 뱅크(150)는 착색제를 추가로 포함하고, 바람직하게는 상기 착색제는 유기 착색제 및/또는 무기 착색제이고, 보다 바람직하게 그는 유기 흑색 안료 및/또는 무기 흑색 안료로부터 선택되는 흑색 착색제이고, 바람직하게는 상기 흑색 착색제는 [파장 365 nm에서의 광 투과율]/[파장 500 nm에서의 광 투과율]로 표시되는 광 투과율비가 1.2 이상이고, 보다 바람직하게는 비는 2.0 이상이고, 바람직하게는 상기 흑색 착색제는 [파장 365 nm에서의 광 투과율]/[파장 500 nm에서의 광 투과율]로 표시되는 광 투과율비가 5.0 이하이고, 더욱 더 바람직하게는 그는 1.2 내지 5.0 의 범위이고, 또한 보다 바람직하게는 그는 2.0 내지 4.0이며, 단, 다음 단계: 필름 두께가 10 ㎛ 인 필름을 형성하는 수지의 총량을 기준으로 10 질량%의 흑색 착색제가 분산된 조성물을, 상기 조성물을 유리 기판에 도포함으로써, 도포하는 단계, 및, 100℃에서 경화시키는 단계에 의해 획득된 필름을 측정하여 투과율이 얻어지고, 다음으로 획득된 필름은 UV-vis-NIR (Hitachi High-Technologies Corporation) 을 사용하여 측정되고, 바람직하게는 상기 무기 흑색 안료는 질화지르코늄이고, 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 둘 이상의 유기 색상 안료의 혼합물이고, 보다 바람직하게는 그는 혼합에 의해 흑색 색상을 나타내도록 구성된 적색, 녹색 청색 유기 색상 안료의 혼합물이고, 더욱 더 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 아조 유형, 프탈로시아닌 유형, 퀴나크리돈 유형, 벤즈이미다졸론 유형, 이소인돌리논 유형, 디옥사진 유형, 인단트렌 유형 및 페릴렌 유형 유기 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 혼합물이고, 특히 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 C. I. Pigment Orange 43, C. I. Pigment Orange 64 및 C. I. Pigment Orange 72 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나와 C. I. Pigment Blue 60, C. I. Pigment Green 7、C. I. Pigment Green 36 및 C. I. Pigment Green 58 의 혼합물인, 색상 변환 디바이스(100).
9. 실시 형태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 착색제의 총량은 뱅크의 중합체 재료의 총량을 기준으로 3 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%인, 색상 변환 디바이스(100).
10. 실시 형태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 발광 모이어티(110)는 유기 및/또는 무기 발광 재료이고, 바람직하게는 이는 유기 염료, 무기 형광체 및/또는 양자 재료인, 색상 변환 디바이스(100).
11. 실시 형태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 발광 모이어티(110)의 총량은 제 1 픽셀(161)의 총량을 기준으로 0.1 중량% 내지 90 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 30 중량% 내지 50 중량%의 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
12. 실시 형태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 지지 매체(170)는 기판이고, 보다 바람직하게는 그는 투명 기판이며, 더욱 더 바람직하게는, 그는, 유리 기판, 투명 중합체 필름 상에 적층된 얇은 유리 기판, 투명 금속 산화물 (예를 들어, 산화물 실리콘, 산화물 알루미늄, 산화물 티타늄), 또는 투명 금속 산화물을 갖는 중합체 필름 기판으로부터 선택된 투명 중합체 기판인, 색상 변환 디바이스(100).
13. 실시 형태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 뱅크(150)의 높이는 0.1 내지 100㎛ 범위에서, 바람직하게 그는 1 내지 50㎛, 더 바람직하게는 1 내지 25㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 20㎛ 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
14. 실시 형태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 픽셀(161)의 층 두께는 0.1 내지 100㎛, 바람직하게는 그는 1 내지 50㎛, 더 바람직하게는 5 내지 25㎛ 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
15. 실시 형태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 제 2 픽셀(162)을 추가로 포함하고, 바람직하게는 디바이스(100)는 적어도 상기 제 1 픽셀(161), 제 2 픽셀(162) 및 제 3 픽셀(163)을 포함하고, 더 바람직하게는 상기 제 1 픽셀(161)은 적색 색상 픽셀이며, 제 2 픽셀(162)은 녹색 색상 픽셀이며 제 3 픽셀(163)은 청색 색상 픽셀이며, 더욱 더 바람직하게는 제 1 픽셀(161)은 적색 발광 모이어티(110R)를 함유하고, 제 2 색상 픽셀(162)은 녹색 발광 모이어티(110G)을 함유하고 제 3 픽셀(163)은 어떠한 발광 모이어티도 함유하지 않는, 색상 변환 디바이스(100).
16. 실시 형태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 픽셀(160)은 매트릭스 재료(120)에 적어도 하나의 광산란 입자(130)를 추가로 포함하고, 바람직하게는 픽셀(160)은 복수의 광산란 입자(130)를 함유하는, 색상 변환 디바이스(100).
17. 실시 형태 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 픽셀(161)은 여기 광에 의해 조사될 때 적색 색상을 방출하도록 구성된 하나의 픽셀 또는 둘 이상의 서브픽셀로 이루어지며, 더 바람직하게는 상기 서브픽셀은 동일한 발광 모이어티(110)를 함유하는, 색상 변환 디바이스(100).
18. 실시 형태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 뱅크(150)는 상기 제 1 픽셀(161)의 영역을 결정하도록 구성되고 뱅크(150)의 적어도 일부는 제 1 픽셀(161)의 적어도 일부에 직접 접촉하고, 바람직하게는 뱅크(150)의 상기 제 2 중합체는 제 1 픽셀(161)의 제 1 중합체의 적어도 일부에 직접 접촉하고 있는, 색상 변환 디바이스(100).
19. 실시 형태 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 뱅크(150)는 포토리소그래피에 의해 패터닝되고 상기 제 1 픽셀(161)은 뱅크(150)에 의해 둘러싸여 있으며, 바람직하게 상기 제 1 픽셀(161), 제 2 픽셀(162) 및 제 3 픽셀(163)은 모두 포토리소그래피에 의해 패터닝된 뱅크(150)에 의해 둘러싸여 있는, 색상 변환 디바이스(100).
20. 실시 형태 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 제 1 픽셀은 상기 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하거나, 또는 상기 제 1 조성물의 경화된 층이며 상기 제 1 조성물은 다음을 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
i) 하기 화학식 (I) 로 표현되는 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 단량체, 및
ii) 다른 재료;
Figure pct00025
식중
X1 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기 또는 에스테르기이다;
X2 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기 또는 에스테르기이다;
R1 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
R2 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
바람직하게는 기호 X1 은
Figure pct00026
이고,
식중
n 은 0 또는 1 이다;
바람직하게는 기호 X2 는
Figure pct00027
이고,
식중
m 은 0 또는 1 이다;
바람직하게는 적어도 m 또는 n은 1이다;
R3 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬, 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 또는 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이며, 바람직하게는 R3 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고,
이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
R4 는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬, 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 또는 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이며, 바람직하게는 R4 는 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고,
이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
21. 실시 형태 1 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 제 1 조성물 중 상기 다른 재료는 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체와 상이한 하기 화학식 (II) 로 표현되는 (메트)아크릴레이트 단량체이고;
Figure pct00028
X3 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기이다;
바람직하게는 기호 X3 은
Figure pct00029
이고,
식중
l 는 0 또는 1이다;
R5 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
R6 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이며, 바람직하게는 R6 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고, 이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
R7 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이며, 바람직하게는 R7 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고, 이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수 있는, 색상 변환 디바이스(100).
22. 실시 형태 1 내지 21 중 어느 하나에 있어서, 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체가 제 1 조성물에 있고, 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 대 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체의 혼합 비는 1:99 내지 99:1(화학식 (I) : 화학식 (II)), 바람직하게는 5:95 내지 50:50, 더욱 바람직하게는 10:90 내지 40:60, 더욱 더 바람직하게 그는 15:85 내지 35:65 의 범위이며, 바람직하게는 적어도 화학식 (I), (II) 로 표현되는 정제된 (메트)아크릴레이트 단량체가 조성물에 사용되며, 보다 바람직하게는 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 및 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체는 양자 모두 정제 방법에 의해 획득되거나 또는 획득가능한, 색상 변환 디바이스(100).
23. 실시 형태 1 내지 22 중 어느 하나에 있어서, 화학식 (I) 및/또는 화학식 (II) 의 상기 (메트)아크릴레이트 단량체의 비점 (B.P.) 은 250℃ 이상이며, 바람직하게 화학식 (I) 및 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체는 양자 모두 250℃ 이상, 보다 바람직하게 그것은 250℃ 내지 350℃, 훨씬 더 바람직하게는 280℃ 내지 350℃, 더욱 더 바람직하게는 300℃ 내지 348℃ 의 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
24. 실시 형태 1 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 조성물의 점도는 실온에서 35 cP 이하, 바람직하게는 1 내지 35 cP, 보다 바람직하게 2 내지 30 cP, 더욱 더 바람직하게 2 내지 25 cP 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
25. 실시 형태 1 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 조성물은 다음으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택된 추가 재료를 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
iii) 적어도 하나의 발광 모이어티(110), 바람직하게는 상기 발광 모이어티(110)는 리간드를 포함하고, 더욱 바람직하게는 상기 발광 모이어티(110)는 2 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 알킬 유형 리간드를 포함하고;
iv) 다른 (메트)아크릴레이트 단량체;
v) 산란 입자(130); 및
vi) 광학적으로 투명한 중합체, 산화 방지제, 라디칼 켄처(radical quencher), 광개시제 및/또는 계면활성제.
26. 실시 형태 1 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 조성물은 다음을 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
v) 산란 입자(130); 및
vii) 산란 입자를 조성물에 분산시킬 수 있도록 구성된 적어도 하나의 중합체;
여기서 중합체는 적어도 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3급 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 포스폰 산 또는 이들의 조합을 포함하고, 바람직하게는 중합체는 3급 아민, 포스핀 옥사이드 기, 포스폰 산, 또는 포스페이트 기를 포함한다,
27. 실시 형태 1 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성물은 상기 조성물의 총량을 기준으로 용매 10중량% 이하를 포함하고, 보다 바람직하게 그것은 5중량% 이하이고, 더욱 바람직하게 그것은 무용매 조성물이고, 바람직하게 상기 조성물은 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, 이를테면 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 및 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르; 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 이를테면 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르, 및 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르; 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르, 이를테면 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 (PGME), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 및 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르; 에틸렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 이를테면 메틸 셀로솔브 아세테이트 및 에틸 셀로솔브 아세테이트; 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 이를테면 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 및 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트; 케톤, 이를테면 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 아밀 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 및 시클로헥사논; 알코올, 이를테면 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로 헥산올, 에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 글리세린; 에스테르, 이를테면 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸 3-메톡시프로피오네이트 및 에틸 락테이트; 및 환형 애스터, 이를테면, 감마-부티로-락톤; 염소화 탄화수소, 이를테면 클로로포름, 디클로로메탄, 클로로벤젠, 트리메틸 벤젠 이를테면 1,3,5-트리메틸벤젠, 1,2,4-트리메틸벤젠, 1,2,3-트리메틸벤젠, 도세실벤젠, 시클로헥실벤젠, 1,2,3,4-테트라메틸벤젠, 1,2,3, 5-테트라메틸벤젠, 3-이소프로필바이페닐, 3-메틸바이페닐, 4-메틸바이페닐 및 디클로로벤젠으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되는 용매 중 어느 하나를 포함하지 않으며, 바람직하게 상기 용매는 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 알킬 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, 프로필렌 글리콜, 및 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르인, 색상 변환 디바이스(100).
28. 실시 형태 1 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 조성물은 적어도 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체, 화학식 (II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 및, 산란 입자를 조성물 중에 분산시킬 수 있도록 구성된 상기 중합체를 포함하고, 여기서 화학식 (I) 의 (메트)아크릴레이트 단량체: 화학식(II) 의 (메트)아크릴레이트 단량체 : 중합체의 혼합 비는 10:89:1 내지 50:40:10, 바람직하게는 15:82:3 내지 30:60:10 의 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
29. 실시 형태 1 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 뱅크가 제 2 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하거나, 또는 제 2 조성물의 경화된 층이고 상기 제 2 조성물은 적어도 다음을 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
(I) 알칼리 가용성 중합체,
(II) 중합 개시제, 및
(III) 적어도 2개 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물, 바람직하게 상기 조성물은 감광성 조성물이며, 바람직하게는 상기 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기는 2개 이상의 아크릴로일옥시 기, 메타크릴로일옥시 기 또는 이들의 조합이고, 바람직하게는 알칼리 가용성 중합체의 총량을 기준으로 상기 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화합물의 총량은 5 중량% 내지 1,000중량%, 보다 바람직하게는 10 중량% 내지 500중량%, 더욱 더 바람직하게 그는 15 중량% 내지 300중량% 의 범위이고, 바람직하게는 상기 화학 화합물은 분자량이 2000 이하, 더 바람직하게는 2000 내지 50, 더욱 더 바람직하게는 1000 내지 100 범위인 단량체이며, 바람직하게는 그는 적어도 3개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체이고, 보다 바람직하게 그는 3개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체, 4개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체, 5개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체, 6개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되는 폴리 아크릴레이트 단량체이며, 훨씬 더 바람직하게 이는 5개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체, 6개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체 또는 이들의 혼합물이고,
바람직하게는 상기 3개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판프로폭시 트리아크릴레이트, 글리세린프로폭시 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고;
바람직하게는 상기 4개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체는 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨에혹시 테트라아크릴레이트로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고;
바람직하게 상기 5개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트이고, 바람직하게는 상기 6개의 (메트)아크릴로일옥시 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 단량체는 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트이고,
가장 바람직하게는 상기 화학 화합물은 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이다.
30. 실시 형태 1 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 2 조성물은 용매를 더 포함하고, 바람직하게는 계면활성제의 총량은 제 2 조성물의 총 고형분을 기준으로 0.001 내지 5중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 4중량%, 보다 더 바람직하게는 0.05 내지 3중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1중량% 의 범위이고, 바람직하게는 상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제이고, 바람직하게 상기 비이온성 계면활성제는 탄화수소계 비이온성 계면활성제, 불소계 비이온성 계면활성제, 유기실리콘계 비이온성 계면활성제 또는 이들의 조합이고, 보다 바람직하게는, 상기 탄화수소계 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 이를테면 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르 및 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 다이에스테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 모노에스테르; 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 블록 중합체; 아세틸렌 알코올; 아세틸렌 글리콜 이를테면 3-메틸-1-부틴-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2,5-디-메틸-3-헥신-2,5-디올, 2,5-디-메틸-2,5-헥산디올; 아세틸렌 알코올의 폴리에톡실레이트; 아세틸렌 글리콜 유도체, 이를테면 아세틸렌 글리콜의 폴리에톡실레이트로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버 중에서 선택되며; 바람직하게는 불소계 비이온성 계면활성제는 하나 이상의 불소 함유 계면활성제로부터 선택되고; 바람직하게 상기 탄화수소계 비이온성 계면활성제는 유기실록산 계면활성제로부터 선택되고, 바람직하게는 계면활성제는 불소계 비이온성 계면활성제인, 색상 변환 디바이스(100).
31. 실시 형태 1 내지 30 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 2 조성물은 당류를 더 포함하고, 바람직하게는 계면활성제의 총량은 제 2 조성물의 총 고형분을 기준으로 0.001 내지 1중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 60중량%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 40중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30중량% 의 범위이고, 바람직하게 상기 당류는 단당류, 올리고당류, 다당류 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고, 보다 바람직하게 이는 올리고당류이고, 더욱 더 바람직하게 상기 당류는 단당류 2 내지 10분자를 탈수 및 축합하여 형성한 올리고당류이고, 또한 환형 올리고당류(예를 들어, 시클로덱스트린)를 포함하고, 더욱 바람직하게 이는 시클로덱스트린 또는 단당류 분자 2개를 축합하여 얻어지는 이당류이고, 더욱 바람직하게 이는 단당류 분자 2개를 축합하여 얻어지는 이당류이고, 더욱 바람직하게 당류는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드를 갖는 올리고당류이고, 보다 바람직하게 이는 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드를 갖고, 더욱 바람직하게 이는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 갖고, 특히 바람직하게는 이는 수크로스-알킬렌옥사이드-라우르산 에스테르인, 색상 변환 디바이스(100).
32. 실시 형태 1 내지 31 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 2 조성물은 착색제를 더 포함하고, 바람직하게는 상기 착색제의 총량은 제 2 조성물의 고형분의 총량을 기준으로 3 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%이고, 바람직하게는 상기 착색제는 유기 착색제 및/또는 무기 착색제이고, 보다 바람직하게 이는 유기 흑색 안료 및/또는 무기 흑색 안료로부터 선택되는 흑색 착색제이고, 바람직하게 상기 흑색 착색제는 [파장 365 nm에서의 광 투과율]/[파장 500 nm에서의 광 투과율]로 표시되는 광 투과율비가 1.2 이상이고, 보다 바람직하게는 비는 2.0 이상이고, 바람직하게는 상기 흑색 착색제는 [파장 365 nm에서의 광 투과율]/[파장 500 nm에서의 광 투과율]로 표시되는 광 투과율비가 5.0 이하이고, 더욱 더 바람직하게는 이는 1.2 내지 5.0 의 범위이고, 또한 보다 바람직하게는 이는 2.0 내지 4.0이며, 단, 다음 단계: 필름 두께가 10 ㎛ 인 필름을 형성하는 수지의 총량을 기준으로 10 질량%의 흑색 착색제가 분산된 조성물을, 상기 조성물을 유리 기판에 도포함으로써, 도포하는 단계, 및, 100℃에서 경화시키는 단계에 의해 획득된 필름을 측정하여 투과율이 얻어지고, 다음으로 획득된 필름은 UV-vis-NIR (Hitachi High-Technologies Corporation) 을 사용하여 측정되고, 바람직하게는 상기 무기 흑색 안료는 질화지르코늄이고, 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 둘 이상의 유기 색상 안료의 혼합물이고, 보다 바람직하게는 이는 혼합에 의해 흑색 색상을 나타내도록 구성된 적색, 녹색 청색 유기 색상 안료의 혼합물이고, 더욱 더 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 아조 유형, 프탈로시아닌 유형, 퀴나크리돈 유형, 벤즈이미다졸론 유형, 이소인돌리논 유형, 디옥사진 유형, 인단트렌 유형 및 페릴렌 유형 유기 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 혼합물이고, 특히 바람직하게는 상기 유기 흑색 안료는 C. I. Pigment Orange 43, C. I. Pigment Orange 64 및 C. I. Pigment Orange 72 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나와 C. I. Pigment Blue 60, C. I. Pigment Green 7、C. I. Pigment Green 36 및 C. I. Pigment Green 58 의 혼합물인, 색상 변환 디바이스(100).
33. 실시 형태 1 내지 32 중 어느 하나에 있어서, 제 2 조성물은 용매를 더 포함하고, 바람직하게 상기 용매는, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르 및 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 등의 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르; 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르 및 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르 등의 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르; 메틸 셀로솔브 아세테이트 및 에틸 셀로솔브 아세테이트등의 에틸렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 등의 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르; PGMEA, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트; 벤젠, 톨루엔 및 자일렌등의 방향족 탄화수소; 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 아밀 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 및 시클로헥사논등의 케톤; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜 및 글리세린등의 알코올; 에틸 락테이트, 에틸 3－에톡시프로피오네이트, 메틸 3－메톡시프로피오네이트등의 에스테르; 및 γ－부티로락톤 등의 환형 에스테르로 이루어지는 군의 멤버 중 하나 이상으로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 상기 용매는 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 또는 에스테르, 및 γ-부티로락톤과 같은 환형 에스테르의 조합이고, 바람직하게는 조성물의 총량을 기준으로 상기 용매의 총량은 1중량% 내지 99중량%, 바람직하게는 5중량% 내지 90중량%, 보다 더 바람직하게는 10중량% 내지 80중량%, 더욱 바람직하게는 20중량% 내지 70중량%의 범위인, 색상 변환 디바이스(100).
34. 실시 형태 1 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 제 2 조성물은 현상제 용해 촉진제, 스컴 제거제, 접착 향상제, 중합 억제제, 소포제, 계면활성제, 감광성 향상제, 가교제, 경화제로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
35. 적어도 하나의 색상 변환 디바이스(100) 및 광을 변조하도록 구성되거나 또는 광을 방출하도록 구성된 기능성 매체(320, 420, 520)를 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어지는 광학 디바이스(300, 400, 500).
36. 발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함하는 적어도 제 1 픽셀(161), 및 적어도 중합체 재료를 포함하는 뱅크(150)를 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어지는 색상 변환 디바이스(100)의 제작 방법으로서, 적어도 하기 단계
Xi) 지지 매체의 표면 상에 제 2 조성물을 제공하는 단계
Xii) 제 2 조성물을 경화시키는 단계,
Xiii) 경화된 상기 조성물에 포토 패터닝을 적용하여 뱅크 및 패터닝된 픽셀 영역을 제작하는 단계,
Xiv) 적어도 하나의 픽셀 영역에, 바람직하게는 잉크-젯팅에 의해, 제 1 조성물을 제공하는 단계,
Xv) 제 1 조성물을 경화시키는 단계
를, 바람직하게 이 순서로, 포함하고, 바람직하게는 상기 색상 변환 디바이스(100)는 지지 매체(170)를 더 포함하는, 색상 변환 디바이스(100)의 제작 방법.
37. 실시형태 36의 방법으로부터 획득되거나 또는 획득 가능한 색상 변환 디바이스(100).
38. 광을 변조하거나 또는 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 기능성 매체(320, 420, 520)를 함유하는 광학 디바이스(300)에서의 제1항 내지 제34항 및 제37항 중 어느 한 항의 색상 변환 디바이스(100)의 용도.
본 발명의 기술적 효과
본 발명은 하기 효과 중 하나 이상을 제공한다;
뱅크의 광학 특성 개선, 뱅크와 발광 모이어티(예: QD 잉크)를 함유하는 조성물 사이의 상용성 개선, 발광 모이어티를 함유하는 조성물에 대한 습윤 특성 및 화학적 안정성 개선, 발광 모이어티를 함유하는 조성물을 뱅크와 접촉시킬 시에 뱅크 구조의 더 적은 열화,
그러한 열화는 QD 잉크 포뮬레이션에 의한 뱅크 구조의 (부분적 또는 완전한) 용해, 뱅크 구조의 박리 및/또는 뱅크와 QD 잉크의 혼합(intermixing)일 수도 있다. 이는 뱅크 구조의 무결성의 손실 및/또는 잘 정의된 픽셀 구조의 손실로 이어진다. QD 잉크로 뱅크 구조의 웰을 채울 때 열화가 관찰되지 않도록 뱅크의 적절한 내화학성 실현, 뱅크의 낮은 경화 온도(예: 100℃) 특성 실현,
고해상도 및/또는 우수한 차광 특성을 갖는 뱅크 제공. 유기 현상제 외의 저농도 알칼리 현상제로도 현상되도록 구성되고 환경적 특성도 우수한 뱅크 조성물 제공,
조성물 중 반도성 발광 나노입자의 개선된 균질한 분산, 조성물 중 산란 입자의 개선된 균질한 분산, 바람직하게는 반도성 발광 나노입자 및 산란 입자 둘 모두의 개선된 균질한 분산, 더욱 바람직하게는 용매가 없는 반도성 발광 나노입자 및/또는 산란 입자의 개선된 균질한 분산; 잉크젯 인쇄에 적합한 낮은 점도를 갖는 조성물, 바람직하게는 높은 로딩(loading)의 반도성 발광 나노입자 및/또는 산란 입자와 혼합되더라도 저점도를 유지할 수 있는, 더욱 바람직하게는 용매가 없는, 조성물; 대면적 균일한 인쇄를 위해 더 낮은 증기압을 갖는 조성물;
조성물 중 반도성 발광 나노입자의 개선된 QY/EQE, 인쇄 후 반도성 발광 나노입자의 개선된 QY/EQE; 개선된 열 안정성; 인쇄 노즐에서 막힘 없이 용이한 인쇄; 조성물의 용이한 취급, 개선된 인쇄 특성; 간단한 제조 공정; 개선된 청색광 흡광도; 잉크젯 인쇄 후 조성물로부터 제조된 후자의 개선된 견고성.
하기 작업예 1 내지 16 는 본 발명의 설명과 이들의 제작에 대한 상세한 설명을 제공한다.
작업예
작업예 1 : 단량체 혼합물의 제조
1,6-헥산디올 디메타크릴레이트 (HDDMA) 및 라우릴 아크릴레이트 (LA) 가 분자체 4A 위에 저장된다. HDDMA 는 사용 전에 실리카겔 컬럼을 통과시켜 정제된다. HDDMA 4g과 LA 6g을 유리 바이알에 혼합하여, 단량체 혼합물을 얻었다. 단량체 혼합물에서 HDDMA:LA 의 중량 비는 40 : 60 이다.
위와 동일한 방식으로, HDDMA:LA (40:60) 대신 HDDMA:LA (30:70), HDDMA:LA (20:80), NDDA:LA (30:70) 의 단량체 혼합물을 제조한다.
작업예 2 : QD 단량체 분산물의 제조
톨루엔 중 녹색 Cd-무함유 InP 기반 QD 용액 (Merck) 10.41ml 및 작업예 1에서 얻은 단량체 혼합물 1.02g을 유리 플라스크에서 혼합한다. 회전 증발기에 의해 40℃에서 진공 하에 톨루엔을 증발시켜, QD 단량체 분산물 3.06g을 얻었다.
작업예 3 : TiO2 단량체 분산물의 제조
n- 옥탄(TOYO 색상) 중 TiO2용액 0.425g과 실시예 1에서 얻은 단량체 혼합물 0.51g을 유리 플라스크에서 혼합한다.회전 증발기에 의해 40℃에서 진공 하에 n-옥탄을 증발시켜, TiO2 단량체 분산물 0.816 g을 얻었다.
작업예 4 : QD 잉크의 제조
작업예 2에서 얻은 QD 단량체 분산물, 작업예 3에서 얻은 TiO2 단량체 분산물, 작업예 1에서 얻은 단량체 혼합물 1.12 g, 광개시제(Omnirad 819) 0.051g 및 산화 방지제 (Irganox 1010) 0.041g 이 유리 바이알에서 혼합된다. 얻어진 혼합물을 초음파를 가한 후 자기 교반에 의해 교반하여 QD 잉크 5g을 얻었다. QD 잉크의 조성은 아래와 같다.
비교예 1 : QD 잉크의 제조 (디아크릴레이트 단량체가 없는 비교예)
HDDMA 대신 TBCH = tert-부틸시클로헥실 아크릴레이트 및 TMPTA = 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 조성물에서 하기 농도로 사용한 것을 제외하고는 작업예 1 내지 4에 기재된 것과 동일한 방식으로 QD 잉크 조성물을 제조한다.
Figure pct00030
작업예 5 : EQE 및 QY 측정을 위한 QD 테스트 셀의 제작
작업예 4에서 얻은 QD 잉크를 15mm 간격으로 텍스트 셀에 주입하고, 비교예 5도 동일한 조건의 테스트 셀에 주입하고 UV 광을 조사하여 광경화시킨다.
작업예 6 : EQE 측정
EQE 측정은 광섬유(CWL: 450nm)와 분광계(C9920, Hamamatsu photonics)에 의한 여기광이 장착된 적분구를 사용하여 수행된다. 여기광의 광자를 검출하기 위해, 실온에서 공기를 레퍼런스로 사용한다.
셀에서 적분구 쪽으로의 광 방출의 광자의 수는 실온에서 분광계에 의해 카운팅된다.
EQE는 하기 계산 방법으로 계산된다.
EQE = 광자 [방출 광]/ 광자 [여기 광]
계산을 위한 파장 범위
방출: [녹색] 480nm-600nm, [적색] 560nm-680nm
표 1은 작업예 4에서 얻은 QD 잉크 조성물의 EQE 측정 결과를 나타낸다.
표 1
Figure pct00031
비교예에서 얻은 QD 잉크 조성물의 EQE 값은 22.7이다.
참조예 1 : QD 잉크의 제조
정제하지 않은 (메트)아크릴레이트 단량체 HDDMA:LA(20:80)가 정제된 것 대신 사용된 것을 제외하고는 작업예 1 내지 4에 기재된 것와 동일한 방식으로 QD 잉크 조성물 A를 제조한다.
작업예 6에 기재된 것과 동일한 방식으로 측정한 QD 잉크 조성물 A의 EQE 값은 23.7이다.
참조예 2 : QD 잉크의 제조
정제하지 않은 (메트)아크릴레이트 단량체 HDDMA:LA(40:60)가 정제된 것 대신 사용된 것을 제외하고는 작업예 1 내지 4에 기재된 것와 동일한 방식으로 QD 잉크 조성물 B 를 제조한다.
작업예 6에 기재된 것과 동일한 방식으로 측정한 QD 잉크 조성물 B 의 EQE 값은 24.6이다.
작업예 7 : 묽은 QD 단량체 용액의 QY 측정
샘플은 톨루엔 중 녹색 QD 용액 (Merck) 6.5ml를 단량체 혼합물 10ml로 희석하여 제조된다. 샘플의 농도는 0.13 mg QD/ml 단량체 용액이다. QY는 절대 PL 양자 수율 측정 시스템 (C9920, Hamamatsu photonics) 을 사용하여 450nm 여기로 석영 큐벳에서 측정된다.
단량체 혼합물에서 HDDMA 비를 증가시키면 QY의 상당한 개선이 관찰된다. 놀랍게도 50% HDDMA 혼합물에서의 QY는 원래 QY보다 훨씬 더 높다.
Figure pct00032
작업예 8 : QD 잉크의 제조
TMPTA를 아래 언급된 바처럼 LA 및 HDDMA와 함께 사용하는 것을 제외하고는 작업예 1 내지 4에 기재된 것과 동일한 방법으로 QD 잉크 조성물을 제조하였다.
Figure pct00033
작업예 9 : 테스트 셀의 제작 및 와이핑 테스트
작업예 4에서 얻은 QD 잉크와 작업예 8에서 얻은 QD 잉크를 20초 동안 400 rpm 에서 유리 기판 상에 스핀 코팅하고 그것은 석영 유리를 통해 N2 조건 하에서 380mJ 또는 760mJ에서 UV 광을 조사하여 광경화된다.
광경화를 위해, 395nm LED 플래시라이트, 6.3mW/cm2 (FWHM 10nm)을 사용했다.
얻어진 샘플의 표면을 깨끗한 면봉 (swab) 을 사용해 손으로 와이핑한다.
표 2 은 와이핑 테스트 결과를 나타낸다.
Figure pct00034
작업 예 10 QD 리간드 교환
Cd-무함유 InP 기반 QD(Merck)는 40 ℃ 에서 1시간 동안 CHCl3 중 QD의 총량을 기준으로 7.5 중량% 또는 50 중량%의 모노(2-아크릴로일옥시에틸)숙시네이트(Tokyo Kasei로부터의 CAS: 50940-49-3) 와 혼합된다.
CHCl3-MeOH 중 세정이 수행된다.
작업예 11 : QD 잉크의 제조
작업예 10에서 얻어진 모노(2-아크릴로일옥시에틸)숙시네이트 (이하 ”AES”) 를 갖는 QD 를 아래 언급된 바처럼 LA 및 HDDMA와 함께 사용하는 것을 제외하고는 작업예 1 내지 4에 기재된 것과 동일한 방법으로 QD 잉크 조성물을 제조하였다.
Figure pct00035
3일 동안 유의한 점도 증가가 관찰되지 않는다.
HDDMA 대신, DPGDA 또는 NDDA를 바람직하게 사용할 수 있다.
AES 대신, 알려진 티올 아크릴레이트를 또한 사용할 수 있다.
작업예 12 : QD 테스트 셀의 제작
작업예 11에서 얻은 QD 잉크를 15mm 간격으로 텍스트 셀에 주입하고, UV 광을 조사하여 광경화시킨다.
경화된 QD 잉크에서 AES의 함량은 테스트 셀에서 경화된 QD 잉크의 총량을 기준으로 3.2 중량%이다. 테스트 셀은 매우 클리어 (clear) 하다.
TEM 분석에 따르면, 경화된 잉크에 공극이 없고 경화된 잉크에 응집이 없는 매끄러운 층 구조가 관찰된다.
작업예 13 : QD 잉크 제조 및 QD 테스트 셀 제작
TiO2 입자를 사용하지 않은 것을 제외하고는 작업예에 기재된 것와 동일한 방식으로 QD 잉크 조성물을 제조한다.
그리고 작업예 13에서 얻은 QD 잉크를 사용한 것을 제외하고는 작업예 5 및 6에 기재된 것과 동일한 방식으로 QD 테스트 셀을 제작하고 EQE를 측정한다.
아래 표는 측정 결과를 나타낸다.
Figure pct00036
작업예 14 : QD 잉크 조성물의 제조
상기 QD 잉크 조성물은 하기 재료를 사용하여 상기와 동일한 방법으로 제조된다.
Figure pct00037
작업예 15 : 뱅크 조성물의 제조
뱅크 조성물은 다음 재료를 사용하여 제조된다.
표 2:
Figure pct00038
당류 A: 수크로스 에틸렌 옥사이드 부가물
아크릴 중합체 B: 2-히드록시에틸 2-메틸-2-프로페노에이트, 2-이소시아네이토에틸 2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 2-프로펜산, 2-메틸- , 중합체 (Natoco).
아크릴 중합체 A: 탄소산 단량체 및 적어도 하나의 방향족 고리기를 함유하는 단량체로부터 제조된 아크릴계 랜담 중합체 (Shin-Nakajima).
작업예 16 : 디바이스 제작
얻어진 뱅크 조성물을 베어드 유리 기판 (bared glass substrate) 상에 스핀 코팅에 의해 도포한 후, 코팅된 유리 기판을 100℃ 의 핫 플레이트 상에서 90초간 예비 베이크하여 평균 필름 두께 13㎛ 를 제조하였다. 노광은 i-선 노광 머신을 이용하여 수행되고, 경화 베이킹은 230℃에서 30분 동안 수행된다. 그 후, 0.03% KOH로 60초간 현상을 수행하고 탈이온 순수로 린싱을 30초간 수행한다. 그 결과, 12㎛ 뱅크(C/H) 패턴이 형성된다. 마지막으로, 샘플 1 이 얻어진다.
그 후, 30분간 230℃ 경화 베이킹 조건 대신에 30분간 100℃ 경화 베이킹 조건을 적용한 것을 제외하고는 상기 "샘플 1의 제작"과 동일한 방식으로 샘플 2를 제작한다. 그 다음, 샘플 2 가 얻어진다.
- OD 계산
Spectrophotometer CM-5(Konica Minolta, Inc.)를 사용하여 샘플 1과 샘플 2의 파장 400 내지 700nm에서의 투과율을 측정하고 이를 OD 로 변환한다.
- SEM 분석
샘플 2의 단면 SEM 분석을 수행한다. 도 6은 단면 SEM 분석 결과를 보여준다.
FT: 11.5㎛, 테이퍼 각도: 98도가 관찰된다.
단면 SEM 분석에 따르면, 잘 정의된 픽셀 구조가 관찰된다. 또한, 뱅크의 낮은 경화 온도(예: 100℃) 특성이 매우 양호함을 입증한다. 또한, 저농도의 알칼리 현상제로도 뱅크 조성물이 잘 현상된다.
공정 조건 및 얻어진 OD 계산 결과를 표 3에 나타내었다. SEM 분석에 의해서도 샘플 1 및 2의 패턴이 박리 없이 형성됨(OK)을 확인하였다.
표 3
Figure pct00039
-QD 잉크 파일링 테스트
다음으로, 작업예 14에서 얻은 QD 잉크를 12mm 간격으로 샘플 1 및 2에 주입하고, UV 광을 조사하여 광 경화시킨다.
얻어진 샘플 1 및 2는 매우 클리어(clear)하다.
단면 SEM 분석에 따르면, 경화된 잉크에 공극이 없고 경화된 잉크에 응집이 없는 매끄러운 층 구조가 관찰된다.
그리고 뱅크와 경화된 잉크 간의 상용성, 및 QD 잉크에 대한 습윤성 및 화학적 안정성 둘 다 매우 양호하다.
도 7 은 SEM 분석의 결과들을 보여준다.
SEM 분석에 따르면, QD 잉크에 의한 뱅크 구조의 용해가 없으며, 박리가 없으며, 뱅크와 QD 잉크의 상호 혼합이 없다는 것이 또한 관찰된다.

Claims (18)

  1. 색상 변환 디바이스(100)로서,
    발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함하는 적어도 제 1 픽셀(161), 및 적어도 중합체 재료를 포함하는 뱅크(150)를 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 재료(120)는 (메트)아크릴레이트 중합체를 함유하는, 색상 변환 디바이스(100).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 픽셀(161)은 적어도 하나의 발광 모이어티(110)와 함께 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체를 함유하는 제 1 조성물을 경화함으로써 획득되거나 또는 획득가능한 고체 층인, 색상 변환 디바이스(100).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 재료는 열경화성 수지인, 색상 변환 디바이스(100).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뱅크(150)는 계면활성제를 더 함유하는, 색상 변환 디바이스(100).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뱅크(150)는 비이온성 계면활성제를 함유하는, 색상 변환 디바이스(100).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뱅크(150)는 당류를 더 함유하는, 색상 변환 디바이스(100).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뱅크(150)는 착색제를 더 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 픽셀(162)을 더 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 픽셀(160)은 상기 매트릭스 재료(120)에 적어도 하나의 광 산란 입자(130)를 추가로 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 픽셀(161)은 여기 광에 의해 조사될 때 적색 색상을 방출하도록 구성된 하나의 픽셀 또는 둘 이상의 서브픽셀로 이루어지는, 색상 변환 디바이스(100).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뱅크(150)는 상기 제 1 픽셀(161)의 영역을 결정하도록 구성되고 상기 뱅크(150)의 적어도 일부는 상기 제 1 픽셀(161)의 적어도 일부에 직접 접촉하고 있는, 색상 변환 디바이스(100).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뱅크(150)는 포토리소그래피에 의해 패터닝되고 상기 제 1 픽셀(161)은 상기 뱅크(150)에 의해 둘러싸여 있는, 색상 변환 디바이스(100).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 픽셀(161)은 제 1 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하거나, 또는 상기 제 1 조성물의 경화된 층이며, 상기 제 1 조성물은 다음을 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
    i) 하기 화학식 (I) 로 표현되는 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 단량체, 및
    ii) 다른 재료;
    Figure pct00040

    식중
    X1 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기 또는 에스테르기이다;
    X2 은 비치환 또는 치환된 알킬기, 아릴기 또는 알콕시기 또는 에스테르기이다;
    R1 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
    R2 은 수소 원자, Cl, Br 또는 F 의 할로겐 원자, 메틸기, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 에스테르기 또는 카르복실산기이다;
    바람직하게는 기호 X1 은
    Figure pct00041
    이고,
    식중
    n 은 0 또는 1 이다;
    바람직하게는 기호 X2 는
    Figure pct00042
    이고,
    식중
    m 은 0 또는 1 이다;
    바람직하게는 적어도 m 또는 n은 1이다;
    R3 은 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬, 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 또는 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이며, 바람직하게는 R3 은 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고,
    이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
    R4 는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬, 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 또는 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이며, 바람직하게는 R4 는 1 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 직선형 알킬렌 사슬 또는 알콕실렌 사슬이고,
    이는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=Se, C=NRa, P(=O)(Ra), SO, SO2, NRa, OS, 또는 CONRa 로 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2로 대체될 수 있다;
    Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뱅크(150)는 제 2 조성물로부터 획득되거나 또는 획득가능하거나, 또는 상기 제 2 조성물의 경화된 층이고 상기 제 2 조성물은 적어도
    (I) 알칼리 가용성 중합체,
    (II) 중합 개시제, 및
    (III) 적어도 2개 (메트)아크릴로일옥시 기를 함유하는 화학 화합물
    을 포함하는, 색상 변환 디바이스(100).
  16. 적어도 하나의 색상 변환 디바이스(100) 및 광을 변조하도록 구성되거나 또는 광을 방출하도록 구성된 기능성 매체(320, 420, 520)를 포함하는 광학 디바이스(300, 400, 500).
  17. 발광 모이어티(110)를 함유하는 적어도 매트릭스 재료(120)를 포함하는 적어도 제 1 픽셀(161), 및 적어도 중합체 재료를 포함하는 뱅크(150)를 포함하는 색상 변환 디바이스(100)의 제작 방법으로서, 적어도 하기 단계
    Xi) 지지 매체의 표면 상에 제 2 조성물을 제공하는 단계
    Xii) 상기 제 2 조성물을 경화시키는 단계,
    Xiii) 경화된 상기 조성물에 포토 패터닝을 적용하여 뱅크 및 패터닝된 픽셀 영역을 제작하는 단계,
    Xiv) 적어도 하나의 픽셀 영역에, 바람직하게는 잉크-젯팅에 의해, 제 1 조성물을 제공하는 단계,
    Xv) 상기 제 1 조성물을 경화시키는 단계
    를, 바람직하게 이 순서로, 포함하고, 바람직하게는 상기 색상 변환 디바이스(100)는 지지 매체(170)를 더 포함하는, 색상 변환 디바이스(100)의 제작 방법.
  18. 제 17 항의 방법으로부터 획득되거나 또는 획득가능한 색상 변환 디바이스(100).
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